Đề tài Tổng quan về nhà máy nhiệt điện - Đi sâu nghiên cứu về quá trình chuyển đổi chế độ làm việc của máy phát

dẫn khí H2 từ các bình chứa đến và hệ thống đƣờng không khí từ nhà máy điện đến, đƣờng dẫn CO2 từ bình chứa. Việc cấp bổ sung H2 cho máy phát điện phải tiến hành bằng tay. Việc lấy mẫu khí H2 để phân tích phải lấy qua các van lấy mẫu đã quy định. Việc phân tích khí H2 đƣợc tiến hành theo lịch. - Việc kiểm tra thƣờng xuyên độ sạch của H2 trong máy phát điện đang làm việc phải dùng thiết bị phân tích khí. - Mỗi ngày một lần các nhân viên của phòng thí nghiệm hóa phải tiến hành phân tích, kiểm tra thành phần khí H2 ở mọi điểm kiểm tra của máy phát điện. Khi thiết bị phân tích khí hƣ hỏng thì cứ 2 giờ một lần nhân viên phân tích của phân xƣởng hóa phải tiến hành phân tích. Nếu nhƣ độ sạch của H2 ở trong máy phát điện thấp hơn trị số cho phép là 98% hoặc hàm lƣợng O2 trong H2 cao hơn 1,2% thì phải thông thổi máy phát điện để khôi phục độ sạch của H2. Trong thời gian máy phát điện ngừng ngắn hạn không yêu cầu phải xả H2 ra khỏi vỏ máy thì công việc kiểm tra độ sạch cũng do thiết bị phân tích khí và nhân viên phân tích của phòng thí nghiệm hóa thực hiện. - Các nhân viên trực nhật vận hành mỗi ca đều có trách nhiệm kiểm tra xem trong vỏ máy phát điện có nƣớc và dầu không bằng cách mở các van xả trên các ống chỉ thị chất lỏng. - Để làm khô khí H2 ngƣời ta bố trí thiết bị làm khô H2 (BAC – 50). Việc chạy thiết bị làm khô đƣợc thực hiện theo lịch và căn cứ vào độ ẩm của khí H2. Trong trƣờng hợp độ ẩm tƣơng đối của khí H2 tăng cao hơn 30% thì phải tiến hành thông thổi hoặc nâng cao nhiệt độ khí lạnh. Còn trong trƣờng hợp thấy có nƣớc trong ống chỉ thị chất lỏng thì 2 giờ phải tiến hành kiểm tra độ ẩm 1 lần. Việc kiểm tra độ ẩm do nhân viên phòng thí nghiệm hóa thực hiện. 41 - Độ rò rỉ tự nhiên của khí H2 do độ kín của hệ thống làm mát không khí thì cần bổ sung H2 lấy từ hệ thống dẫn khí công việc này do nhân viên vận hành của phân xƣởng vận hành Điện – Kiểm nhiệt tiến hành độ kín khí H2 ở trong máy phát điện đƣợc tính là đạt yêu cầu nếu nhƣ mức độ rò rỉ không lớn hơn 6% thể tích khí có trong máy phát điện và áp lực không thấp hơn 2,3kg/cm2. 2.6. CÁC THAO TÁC LOẠI TRỪ SỰ CÔ. 2.6.1. Ngừng sự cố - Máy phát điện cần ngừng sự cố và cần ngừng khi : + Đe dọa tính mạng con ngƣời. + Máy phát điện đột ngột rung mạnh. + Nhiệt độ dầu ra từ trong các Palie tăng cao quá 650C. + Các gối trục và vành chèn máy phát điện có tia lửa hoặc khói. - Cần phải cắt máy phát điện ra khỏi lƣới và ngừng sau khi đã thống với Phó giám đốc vận hành hoặc thời gian cho phép vận hành theo chế độ không bình thƣờng đã hết. Ngừng máy phát điện trong các trƣờng hợp sau : + Khi máy phát điện đang làm việc mà không khắc phục đƣợc các hƣ hỏng trong hệ thống kích thích gây khó khăn cho việc vận hành bình thƣờng. + Khi chạm đất ở cuộn dây kích thích hoặc ở cuộn dây Roto. + Khi Hydro bị rò nhiều và áp lực tụt nhanh. + Mất nƣớc vào các bộ làm mát khí máy phát điện và nhiệt độ khí ra cao quá 52 0 C. + Khi Stato máy phát điện có hiện tƣợng không đối xứng. Cho phép quá tải 10% về dòng điện kéo dài 3÷5 phút, nếu không thể khắc phục đƣợc thì phải giảm phụ tải và cắt máy ra khỏi lƣới. 2.6.2. Quá tải sự cố : Nếu máy phát điện bị quá tải trên 105% phụ tải định mức thì nhân viên vận hành phải thông báo ngay cho điều trực nhật về hiện tƣợng đó mà không cần đợi chỉ thị hƣớng dẫn. 42 Trong các điều kiện sự cố, cho phép quá tải cƣờng độ dòng điện Stato và Roto trong thời gian ngắn. Thời gian Quá tải (phút) 60 15 6 5 4 3 2 1 Độ bội cƣờng độ so với định mức (I/Iđm) 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,4 1,5 2 Cƣờng độ Stato (A) 8536 8924 9312 9700 10088 10864 11640 15520 Bảng 2.1. Cường độ dòng điện Stato cho phép quá tải Thời gian quá tải không quá (phút) 60 4 1 1/3 (20s) Độ bội cƣờng độ so với định mức (I/Iđm) 1,06 1,2 1,5 2 Cƣờng độ Roto khi : Iđm = 1750A Iđm = 1830A 1855 1939,8 2100 2196 2625 2745 3500 3500 Bảng 2.2. Cường độ dòng điện Roto cho phép quá tải Nếu khi máy phát điện bị quá tải trong 1 phút mà không tự động khôi phục đƣợc các thông số bình thƣờng thì nhân viên phải tìm mọi cách giảm dòng điện Roto và Stato bằng cách giảm bớt phụ tải vô công. 2.6.3. Mất đồng bộ: Do ngắn mạch ngoài hoặc do nhân viên xử lý bộ tự động điều chỉnh kích thích không đúng máy phát điện có thể gây mất đồng bộ. Khi máy phát điện 43 mất đồng bộ thì các đồng hồ đo cƣờng độ, điện áp, công suất hữu công và công suất vô công thƣờng bị dao động mạnh do từ trƣờng tăng và thay đổi không đều. Máy phát điện mất đồng bộ thƣờng gây ra tiếng kêu có chu kỳ. Căn cứ vào chỉ số các đồng hồ và các dấu hiệu chỉ dẫn sau khi xác định máy phát điện mất đồng bộ, nhân viên vận hành phải tăng hết điện áp kích thích. Nếu bộ tự động điều chỉnh kích thích APB không điều chỉnh đƣợc. Khi đó nếu đồng hồ cƣờng độ, điện áp, công suất vẫn dao động thì phải giảm phụ tải hữu công đến khi máy phát điện trở lại đồng bộ. Nếu sau khi thực hiện các biện pháp trên mà máy phát điện vẫn chƣa trở lại đồng bộ thì trong vòng 2 phút phải cắt máy phát điện ra khỏi lƣới. Sau đó phải nhanh chóng hòa máy phát điện vào lƣới. 2.6.4. Cắt tự động : - Khi máy phát điện tự động cắt do bảo vệ tác động hoặc ngừng sự cố máy phát điện bằng cách tác động lên Aptomat an toàn thì nhân viên vận hành phải : + Đảm bảo nguồn tự dùng bình thƣờng. + Kiểm tra xem Aptomat dập từ có tác động không, nếu không thì phải cắt bằng tay. + Thông báo cho trƣởng ca về việc máy phát điện nhảy. + Kiểm tra bảo vệ và hỏi nhân viên trực ca để xác định nguyên nhân nhảy máy phát điện. + Căn cứ vào đồng hồ tự ghi để xác định có ngắn mạch ở lƣới không. + Để đề phòng máy phát điện nguội đột ngột phải đóng bớt các van xả, các bộ làm khí. - Nếu máy phát điện nhảy do bảo vệ hƣ hỏng bên trong tác động thì nhân viên vận hành phải kiểm tra máy phát điện và các bảo vệ của nó. + Kiểm tra lại bảng bảo vệ ghi lại rơle chỉ thị tác động và nâng con bài. 44 + Kiểm tra các bảng đồng hồ tự ghi để xác định trƣớc khi máy phát điện nhảy có bị ngắn mạch không. + Hỏi han nhân viên vận hành xem có tiếng kêu, tia lửa hoặc khói không. + Kiểm tra bên ngoài máy phát điện và toàn bộ vùng tác động của bảo vệ. Kiểm tra hệ thống làm mát, đo điện trở cách điện cuộn dây Roto và Stato bằng Mêgom. Sau khi đã giải trừ sơ đồ điện và chạy bộ quay trục để quay Roto. + Nếu không thấy hƣ hỏng gì thì phải yêu cầu nhân viên thí nghiệm kiểm tra các bảo vệ làm việc có đúng không. + Nếu sau khi đo mà không thấy hƣ hỏng gì thì có thể tăng điện áp bắt đầu từ 0. Khi tăng điện áp nếu thấy hƣ hỏng thì phải ngừng máy phát điện ngay để điều tra cẩn thận và tìm chỗ hƣ hỏng. + Nếu khi nâng điện áp không thấy hƣ hỏng gì thì có thể hòa máy phát điện vào lƣới. - Nếu khối nhảy do bảo vệ cực đại tác động khi ngắn mạch ở lƣới và bảo vệ so lệch dọc của máy phát điện tốt thì máy phát điện đƣợc kích thích và hòa đồng bộ vào lƣới mà không cần kiểm tra sơ bộ. - Trong trƣờng hợp máy phát điện nhảy do bảo vệ tác động mà không thấy máy phát điện có dấu hiệu hƣ hỏng nào thì chứng tỏ bảo vệ tác động sai. Trong trƣờng hợp này cần phải tìm và khắc phục hƣ hỏng và chỉ sau khi đã khắc phục xong mới đƣa máy phát điện vào lƣới. - Những dấu hiệu của máy phát điện khi kiểm tra là : + Có khói, tia lửa hoặc ngọn lửa bốc ra từ máy phát điện máy kích thích. + Chổi than phát ra tia lửa vòng tròn. + Hƣ hỏng ở đầu ra, các máy biến dòng thanh cái. + Điện trở cách điện cuộn dây Stato và phần đấu nối thuộc phạm vi đo giảm nhiều (từ 3 đến 5 lần so với lần trƣớc). + Bảo vệ chạm đất kích thích. 45 + Nếu khi máy phát điện nhảy do bảo vệ tác động mà vì nguyên nhân nào đó Aptomat dập từ không tác động làm việc thì phải nhanh chóng dập từ máy phát kích thích bằng cách cắt Aptomat bằng tay. + Cấm hòa máy phát điện khi chƣa khắc phục xong hƣ hỏng ở bộ Aptomat dập từ AΓΠ. 2.6.5. Làm việc khi ngắn mạch : - Khi có sự cố ở lƣới điện hoặc ở các máy phát điện làm việc song song cho điện áp giảm đột ngột, dòng điện kích thích tăng tới cực đại, nhờ bộ điều chỉnh kích thích và các rơle cƣờng hành kích thích. Nhân viên vận hành không đƣợc chạm đến thiết bị tự động kích thích trong vòng 20s sau đó phải nhanh chóng tìm mọi cách để giảm dòng Stato xuống đến trị số quá tải của máy phát điện. - Khi máy phát điện làm việc ở chế độ ngắn mạch ở thanh cái nhà máy hoặc ở lƣới điện bên ngoài thì kim Ampe kế sẽ chỉ dòng Stato tăng lên cực đại, đồng đo điện áp giảm đi. - Trƣởng kíp vận hành điện - Kiểm nhiệt nếu vắng mặt thì trực chính sau khi thấy hiện tƣợng ngắn mạch từ 20 đến 30s phải cắt máy phát điện bằng tay, cắt bộ điều chỉnh kích thích cắt AΓΠ. 2.6.6.Vi phạm chế độ nhiệt: Hệ thống làm máy phát điện cần phải đảm bảo làm mát sao cho nhiệt độ cho phép làm viêc lớn nhất của các bộ phận riêng biệt của máy phát kích thích môi trƣờng làm mát không cao quá trị số cho phép ghi trong bảng : 46 Tên gọi bộ phận làm mát Nhiệt độ lớn nhất 0 0C đo theo Điện trở Điện trở nhiệt Nhiệt kế thủy ngân - Cuộn dây Stato + Máy phát điện + máy kích thích - Cuộn Roto - Lõi thép Stato - Khí nóng trên thân Stato - - 110 - - 120 0 C 120 - 120 75 - - - - 75 0 C Ba-vit-cut-xi-ne của palie vào bộ chèn Đầu ra từ palie và bộ chèn - - 80 65 - 65 0 C Bảng 2.3. Trị số nhiệt độ cho phép làm việc lớn nhất của các bộ phận máy phát điện Nếu nhiệt độ đồng, thép Stato và khí cao hơn trị số cho phép thì phải giảm phụ tải máy phát điện đến cực tiểu và nếu nhiệt độ vẫn không đổi và không giảm thì phải cắt máy phát điện ra khỏi lƣới. 2.6.7. Chạm đất ở cuộn dây Stato : Khi có tín hiệu chạm đất ở các mạch điện áp máy phát điện và các bảo vệ không làm việc thì phải giảm phụ tải ngay và cắt máy phát điện ra khỏi lƣới. 2.6.8. Hệ thống kích thích không bình thƣờng - Máy phát mất kích thích có thể do các nguyên nhân sau : + Đứt mạch Roto (hoặc tiếp điểm AΓΠ tự cắt, chổi than không tiếp xúc). 47 + Ngắn mạch ở Roto. + Đứt mạch kích thích của máy phát kích thích đang làm việc hoặc dự phòng (đứt ở các cực) hƣ hỏng ở mạch biến trở Sun, hƣ hỏng cầu chỉnh lƣu. - Nếu máy phát kích thích chính bị hƣ hỏng thì phải chuyển kích thích chính sang kích thích dự phòng và ngƣợc lại mà không cần giảm phụ tải của máy bằng cách cho các máy kích thích làm việc song song, ngừng máy kích thích cần ngừng. Việc chuyển từ kích thích chính làm việc sang kích thích dự phòng và ngƣợc lại phải vận hành theo quy trình của máy phát điện. - Nếu điện trở các mạch kích thích máy phát điện đang làm việc giảm đột ngột thì phải tìm mọi cách khôi phục lại điện trở cách điện bằng cách dùng khí nén khô có áp lực bằng 2ata để thổi cổ góp này. Nếu điện trở cách điện đƣợc khắc phục thì theo dõi máy kích thích hết sức cẩn thận khi có thể thì có thể ngừng để vệ sinh. - Khi chạm đất trong mạch kích thích của máy phát điện cần phải xác định chỗ hƣ hỏng xem nó có nằm trong cuộn dây Roto hoặc ở ngoài và chuyển máy phát điện sang dự phòng. Trƣớc khi đƣa máy phát điện ra sửa chữa cần phải cho bảo vệ này tác động cắt máy phát điện. - Nếu các vòng dây cuộn dây Roto bị chạm chập mà không liên quan tới điểm chạm đất và mức độ rung của máy phát điện ở tình trạng bình thƣờng thì cho phép máy phát điện làm việc đến khi ra sửa chữa, khi đó dòng điện Roto không đƣợc lớn hơn trị số cho phép trong thời gian dài. - Khi các vòng dây của cuộn dây Roto bị chạm chập và cuộn dây Roto bị chạm đất xảy ra cùng một lúc thì nhân viên vận hành phải : + Giảm phụ tải của máy phát điện đến trị số cực tiểu có thể. + Chuyển tự dùng khối sang dự phòng. + Cắt máy cắt máy khối. + Cắt AΓΠ. 48 + Báo cáo quản đốc phân xƣởng vận hành điện - Kiểm nhiệt biết các thao tác đã làm. - Khi thấy chổi than có khí hoặc tia lửa mạnh thì phải báo ngay cho Trƣởng kíp điện hoặc Trực chính. Sau khi kiểm tra tại chỗ phải thực hiện các quy định sau : + Giảm phụ tải vô công của máy phát điện. + Kiểm tra tình trạng chổi than. + Nếu các biện pháp trên không có kết quả thì phải giảm phụ tải và cắt máy phát điện ra khỏi lƣới. - Khi mất kích thích máy phát điện chuyển sang chế độ không đồng bộ. Chế độ phi đồng bộ của máy phát điện đƣợc đặc trƣng bởi các dấu hiệu sau : + Điện áp Stato thấp hơn so với chế độ trƣớc. + Ampe kế Stato dao động và chỉ dòng điện tăng. + Ampe kế Roto chỉ “0” hoặc dao động gần “0”. + Công suất hƣu công giảm so với chế độ trƣớc đó. - Khi mất kích thích cần phải : + Cắt AΓΠ. + Trong vòng 30s phải giảm phụ tải hữu công xuống 60% phu tải định mức (72MW). + Trong vòng 15 phút cần phải giảm xuống còn 40% định mức (48MW). Máy phát điện đƣợc làm việc ở chế độ này trong vòng 30 phút, trong thời gian đó phải xác định và khắc phục hiện tƣợng phi đồng bộ. + Nếu mất kích thích do mất AΓΠ bị cắt nhầm hoặc tự động cắt nhầm hoặc cắt thì phải đóng ngay AΓΠ. + Nếu sau 30 phút không khắc phục đƣợc chế độ phi đồng bộ thì phải cắt ngay máy phát điện ra khỏi lƣới. 49 + Việc cho phép các chế độ phi đồng bộ của các tổ máy của Nhà máy điện với lƣới điện phụ thuộc vào điều kiện làm việc của lƣới (hiện tại đang đặt ở chế độ đi cắt máy phát điện). - Khi mất kích thích do ngắn mạch cuộn dây Roto (chạm chập giữa các vòng dây của cuộn dây Roto, cuộn dây kích thích chạm châp với vỏ). Thì trong quá trình phi đồng bộ có thể gây ra độ rung nguy hiểm cho máy phát điện vì từ thông không đối xứng. Trong trƣờng hợp này cần phải tác động ngay Aptomat an toàn dập kích thích và máy phát khối. 2.6.9. Làm việc khi phụ tải không cân đối : - Những nguyên nhân thƣờng gặp của hiện tƣợng không cân đối dòng điện Stato máy phát điện có thể là : + Hƣ hỏng 1 pha ở máy biến áp khối. + Hỏng 1 pha ở máy biến áp tự dùng làm việc. + Hỏng 1 pha ở đƣờng dây đầu ra. + Một pha máy cắt điện không đóng hết. Dòng điện không cân đối của máy phát điện đặc biệt lớn khi hỏng 1 pha của máy biến áp khối hoặc 1 pha máy cắt điện không đóng hết. - Nếu cuộn dây Stato xuất những dòng điện không đều sẽ xảy ra hiện tƣợng dòng điện thứ tự nghịch và dƣới tác động của dòng điện này từ trƣờng sinh ra sẽ quay với tần số quay kép so với Roto do đó mà làm nóng đột ngột cục bộ các bộ phận của Roto và làm tăng độ rung. - Máy phát điện đƣợc phép làm việc lâu dài nếu hiệu dòng điện các pha không vƣợt quá 10% trị số định mức. Tuy nhiên dòng ở 1 trong các pha không đƣợc vƣợt quá trị số cho phép ở điều kiện làm việc đã cho phụ tải cân đối. - Khi làm việc ở chế độ phụ tải không cân đối nằm trong giới hạn các trị số cho phép thì cần phải đặc biệt chú ý kiểm tra cẩn thận tình trạng nhiệt của máy phát điện và nếu nhiệt độ cao hơn cho phép thì phỉ giảm ngay phụ tải của máy phát điện để khôi phục tình trạng làm việc bình thƣờng. 50 Nếu độ không cân đối lớn hơn trị số cho phép thì nhân viên trực nhật phải tìm hiểu nguyên nhân và tìm mọi cách khắc phục hoặc giảm bớt, nếu trong vòng 3 đến 5 phút không thể khắc phục đƣợc thì phải tách máy phát điện ra khỏi lƣới. 2.6.10. Làm việc ở chế độ động cơ : - Máy phát có thể chuyển sang chế độ động cơ nếu ngừng cấp hơi vào tuabin (bảo vệ công nghệ tác động đóng van Stop). Do tuabin chỉ cho phép làm việc ở chế độ không có hơi là 4 phút, do đó máy phát điện có thể làm việc ở chế độ động cơ không quá thời gian trên. - Nhân viên trực nhật phân xƣởng vận hành I trong thời gian 4 phút phải cấp hơi vào tuabin. Nếu trong vòng 4 phút mà không khôi phục đƣợc chế độ bình thƣờng thì phải cắt ngay máy phát điện ra khỏi lƣới. 2.6.11. Những chế độ không bình thƣờng : - Hệ thống làm mát Hydro của máy phát điện nhờ van điều chỉnh ở đầu điều chỉnh khí. Nếu không khắc phục đƣợc nguyên đó thì cần phải giảm phụ tải và cắt máy phát điện ra khỏi lƣới và tìm cách khắc phục khuyết tật. - Nếu áp lực Hydro cao hơn trị số cho phép và có tín hiệu “áp lực Hydro cao” thì phải giảm áp lực Hydro đến trị số cho phép bằng cách mở van. Sau đó khắc phục ở bộ điều chỉnh áp lực. - Độ sạch bình thƣờng của Hydro không đƣợc thấp hơn 98%. Nếu độ sạch Hydro trong hệ thống tụt xuống dƣới 98% sẽ báo tín hiệu “độ sạch Hydro thấp”. Khi đó phải thông thổi máy phát và bổ xung Hydro sạch bằng tay. - Ở hộp các-te-palie các đƣờng dầu xả, trong bể dầu chính và vỏ che các thiết bị trên thực tế không thể có Hydro do đó nếu Hydro xuất hiện ở đó thì tìm mọi cách khắc phục ngay. Nếu trong các vỏ che thanh cái có Hydro thì phải nạp khí trơ vào đó, nhanh chóng cắt máy phát điện ra khỏi lƣới và không đợi ngừng máy phát điện, phải tiến hành thông thổi Hydro. 51 - Độ chênh áp giữa áp lực dầu chèn và áp lực Hydro (0,5 ÷ 0,7)kg/cm2 chuyển đổi cả khi quay máy phát điện bằng thiết bị quay trục. Nếu áp lực dầu chèn của máy giảm sự cố thì mọi cách xử lý của nhân viên đều nhằm để giữ áp lực cho hệ thống. Nếu áp lực dƣ của Hydro không thể duy trì đƣợc thì cần phải cắt ngay máy phát điện ra khỏi lƣới và không đợi ngừng máy phát điện tiến hành thông thổi Hydro. - Nếu trong thân máy phát có nƣớc với số lƣợng không nhiều thì phải xả nƣớc đo độ ẩm của Hydro và kiểm tra xác định xem có hiên tƣợng đọng sƣơng không tăng cƣờng theo dõi máy phát điện. Nếu tiếp tục đọng nƣớc thì phải tách các bô làm mát khí để tìm hƣ hỏng. Nếu tách 1 trong các bộ làm mát khí thì phụ tải của máy phát điện không đƣợc quá 75% phụ tải định mức. Nếu trong thân máy phát điện lƣợng nƣớc quá lớn 8 lit/ca thì phải cắt ngay máy phát điện ra khỏi lƣới. 2.6.12. Dập lửa máy phát điện : Khi máy phát điện bị cháy thì nhân viên trực nhật phải : - Nhanh chóng dập lửa máy phát điện. - Báo cáo Trƣởng ca nhà máy. - Cắt máy phát điện ra khỏi hệ thống. - Cắt cƣờng hành kích thích máy phát điện (AΓΠ) và Aptomat đầu vào kích thích làm việc. - Chạy bơm dầu sự cố. - Điều chỉnh cấp hơi vào tuabin để giữ tốc độ vòng quay (200 ÷ 300) vòng/phút. - Phải giữ tốc độ trên đến khi xử lý xong hỏa hoạn để tránh cong trục. - Mở van CO2 để đẩy Hydro ra ngoài. - Xử lý đám cháy theo đúng quy trình cứu hỏa. 52 2.7. THAO TÁC DỪNG TỔ MÁY - Chỉ có trƣởng ca nhà máy sau khi nhận lệnh của điều độ viên hệ thống mới có quyền quyết định cắt và ngừng máy phát điện. Khi đó phải báo cho trƣởng kíp vận hành I và trƣởng kíp vận hành điện - Kiểm nhiệt biết. - Trực chính khối điện sau khi nhận đƣợc lệnh của trƣởng kíp vận hành điện - Kiểm nhiệt hoặc trƣởng ca về viêc ngừng và cắt máy phát điện thì cần tiến hành các thao tác sau đây : + Giảm dần phụ tải vô công theo mức độ giảm phụ tải hữu công bằng cách thao tác khóa điều khiển của bộ điều chỉnh kích thích. Việc giảm phụ tải hữu công do nhân viên lái máy của phân xƣởng vận hành I thực hiện bằng cách thao tác khóa điều khiển của lò điều tốc tuabin. + Nếu nhƣ sau khi thao tác khóa của bộ điều chỉnh kích thích mà phụ tải vô công vẫn không giảm thì bẻ khóa SAC4 chuyển từ bộ điều chỉnh kích thích tự động sang bằng tay để giảm kích thích. + Sau khi đã giảm phụ tải hƣu công và phụ tải vô công đến 0 và nhận đƣợc tín hiệu “van Stop đã đóng” thì cắt máy cắt điện 10,5kV của khối và báo về phòng điều khiển trung tâm rằng khối đã cắt ra khỏi hệ thống. + Cắt hệ thống dập từ của máy phát điện khi dòng điện Roto bằng dòng điện không tải. + Cắt Aptomat đầu vào của hệ thống kích thích. - Sau khi đã cắt máy phát điện ra khỏi hệ thống và máy phát điện đã ngừng thì phải tiến hành các thao tác sau đây : + Cắt nƣớc vào các bộ làm mát khí sau khi vận hành ngừng bơm làm mát khí thì mở các van làm mát khí ở các bộ làm mát tới khi không thấy không khí hút vào bộ làm mát nữa thì đóng các van này lại. Ngừng thiết bị làm lạnh (BAC - 50). + Tiến hành tách sơ đồ điện của khối bằng cách cắt cầu dao cách ly của máy phát điện theo các quy định của quy trình về thao tác chuyển đổi. 53 + Cắt sơ đồ kích thích của máy phát điện theo các quy định của các quy trình về vận hành hệ thống kích thích chính và kích thích dự phòng. + Ghi chép mọi thao tác vào sổ nhật ký vận hành. - Hệ thống dầu chèn trục của máy phát điện cần đƣợc duy trì liên tục trong suốt thời gian trong máy phát điện còn khí Hydro không kể là máy phát điện đang làm việc hay đã ngừng. Khi máy phát điện đã ngừng để sửa chữa mà mở gối đỡ của tuabin thì phải cung cấp dầu thƣờng xuyên vào hệ thống chèn của máy phát điện. - Sau khi máy phát điện đã ngừng hoàn toàn và sơ đồ khối đã đƣợc cắt ra thì nhân viên trực điện khối phải đo điện trở cách điện của cuộn dây Stato và của toàn mạch kích thích. Kết quả đo này cần phải lƣu và ghi vào sổ theo dõi riêng (trong sổ phải ghi rõ nhiệt độ của cuộn dây Stato bằng Logomet), so sánh điện trở cách điện của cuộn dây Stato với lần đo trƣớc. Trị số điện trở cách điện này gọi là không đạt yêu cầu nếu nhƣ trong quá trình vận hành đã bị giảm 3 - 5 lần so với trị số đo lần trƣớc. Nếu trị số điện trở cách điện bị giảm đột ngột thì cần báo ngay cho quản đốc phân xƣởng vận hành điện - kiểm nhiệt và Giám đốc nhà máy biết 2.8. SỬA CHỮA MÁY ĐIỆN 2.8.1. Kiểm tra đánh giá máy phát điện - Kiểm tra rò rỉ của khí Hydro. - Nâng áp lực và nạp khí Freon. - Kiểm tra rò khí bằng nƣớc xà phòng. - Kiểm tra rò khí bằng máy ngửi khí. - Kiểm tra độ rò bằng duy trì áp suất. 2.8.2. Đo điện trở cách điện của các bộ phận khác nhau - Đo điện trở cách điện cuộn dây roto của máy phát điện và mạch kích thích chính. - Đo điện trở cách điện cuộn dây Stato. 54 - Kiểm tra tâm của tua bin – máy phát điện. - Kiểm tra ổ đỡ (ổ đỡ phần tiếp xúc với các trục). - Kiểm tra đƣờng tròn của vành góp. - Kiểm tra bề mặt tiếp xúc ổ trục của các trục. - Kiểm tra hộp chèn. - Kiểm tra thiết bị chống văng dầu phía bên trong máy phát điện. - Kiểm tra quạt gắn trên roto. - Kiểm tra vành phân gió. - Kiểm tra roto (chỉ thực hiện khi roto đã kéo ra ngoài). - Kiểm tra bên trong máy phát điện. - Kiểm tra bên trong và bên ngoài hộp đầu ra máy phát điện. - Kiểm tra biến dòng hình ống (BCT). - Kiểm tra các bộ phận làm mát Hydro. - Kiểm tra các thiết bị dầu chèn. - Kiểm tra các thiết bị nƣớc làm mát Stato thông rửa dầu. 55 CHƢƠNG 3. CHUYỂN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. Máy phát khi làm việc song song với lƣới có thể làm việc với nhiều chế độ khác nhau để phù hợp với sự thay đổi của tải cũng nhƣ yêu cầu thực tế và điều kiện vận hành. Trong chế độ thấp tải ở những giờ thấp điểm thì máy phát sẽ vận hành ở chế độ bù đồng bộ. Khi gặp sự cố nhƣ hệ thống kích thích chính bị hƣ hỏng hoặc đƣa vào sửa chữa thì máy phát phải chuyển hệ thống kích thích chính sang kích thích dự phòng. Còn trong chế độ cung cấp năng lƣợng ở những giờ cao điểm thì máy phát phải vận hành ở chế độ chuyển tải. 3.2. TỪ CHẾ ĐỘ MÁY PHÁT SANG CHẾ ĐỘ BÙ ĐỒNG BỘ. - Máy bù đồng bộ thực chất là động cơ điện đồng bộ làm việc không tải với dòng điện kích từ đƣợc điều chỉnh để phát hoặc tiêu thụ công suất phản kháng, do đó duy trì đƣợc điện áp quy định của lƣới điện ở khu vực tập trung hộ dùng điện. Chế độ làm việc bình thƣờng của máy bù đồng bộ là chế độ quá kích thích phát công suất điện cảm vào lƣới điện hay nói khác đi tiêu thụ công suất điện dung của lƣới điện. Ở trƣờng hợp này, máy bù đồng bộ có tác dụng nhƣ một bộ tụ điện và đƣợc gọi là máy phát công suất phản kháng. Khi tải của các hộ dùng điện giảm, ví dụ về đêm hoặc vào những giờ không cao điểm, điện áp của lƣới tăng thì máy bù đồng bộ làm việc ở chế độ thiếu kích thích, tiêu thụ công suất phản kháng (điện cảm) của lƣới điện và gây thêm điện áp rơi trên đƣờng dây để duy trì điện áp khỏi tăng quá mức quy định. Việc điều chỉnh dòng điện kích thích để duy trì điện áp của lƣới (ở đầu cực của máy bù đồng bộ) không đổi, thƣờng đƣợc tiến hành tự động. Máy bù đồng bộ tiêu thụ rất ít công suất tác dụng vì công suất đó chỉ dùng để bù vào các tổn hao trong nó. 56 - Các máy phát nhiệt điện công suất 100÷200 MW vào giờ thấp điểm của biểu đồ phụ tải đôi khi sẽ kinh tế hơn nếu để chúng làm việc tạm thời ở chế độ máy bù đồng bộ với các tham số và lƣợng hơi ít so với việc dừng và sau đó khởi động lại. Trong nhiều trƣờng hợp do yêu cầu phải giữ điện áp của hệ thống ở mức xác định, một số máy phát phải chuyển sang làm việc ở chế độ bù đồng bộ bằng cách ngừng cung cấp môi năng cho tuabin. Đối với tuabin nƣớc sau khi ngừng cung cấp môi năng cho tuabin, chân không bị cắt bỏ và nếu bánh xe làm việc đặt dƣới mức nƣớc hạ lƣu thì tiến hành đẩy nƣớc ra khỏi buồng bằng áp suất không khí. Đối với tuabin hơi, không nên để cho tuabin quay quá lâu ở chế độ không hơi nƣớc để đề phòng khả năng cháy cánh quạt của rotor. Gần đây ngƣời ta đã nghiên cứu biện pháp ngăn ngừa sự quá nhiệt của rotor bằng cách cấp cho tuabin một lƣợng nhỏ hơi nƣớc, khi chuyển máy phát sang chế độ bù đồng bộ mà không cần phải cắt ra khỏi tuabin. - Việc điều chỉnh công suất phản kháng của máy phát ở chế độ bù đồng bộ đƣợc tiến hành bằng cách thay đổi dòng điện kích từ ở rotor. Trong trƣờng hợp này dòng điện của stator và rotor không đƣợc vƣợt quá trị số cho phép. - Thật vậy, ta hãy xét việc điều chỉnh công suất phản kháng của máy phát điện đồng bộ làm việc trong lƣới điện vô cùng lớn (U, f = const) khi công suất tác dụng của máy đƣợc giữ không đổi. - Giả sử máy có cực ẩn và để đơn giản, bỏ qua tổn hao trên dây quấn phần ứng (rƣ = 0). Trong trƣờng hợp đó, đồ thị véc tơ s.đ.đ có dạng nhƣ hình 3.1. 57 Hình 3.1. Điều chỉnh công suất phản kháng của máy phát điện đồng bộ. Với mỗi trị số của I sẽ có một trị số của cosφ và vẽ đồ thị véc tơ S.đ.đ tƣơng ứng sẽ xác định đƣợc độ lớn của véc tơ E0, từ đó suy ra đƣợc dòng điện kích thích it cần thiết để sinh ra E0. Mặt khác : và mút của véc tơ E0 luôn nằm trên đƣờng thẳng 1 thẳng góc với OB. Kết quả phân tích cho thấy rằng, muốn điều chỉnh công suất phản kháng Q thì phải thay đổi dòng điện kích thích it của máy phát điện. Nhờ thay đổi công suất phản kháng của máy phát mà ta có thể thay đổi đƣợc hệ số công suất, củng cố việc điều áp, cân bằng phụ tải. Điều đó có thể dễ dàng nhận thấy đƣợc bởi vì : Một phụ tải P1 + jQ1 có hệ số công suất : (3.1) Khi đƣợc cung cấp một lƣợng công suất phản kháng Qc, hệ số công suất đƣợc cải thiện từ cosφ1 với : 1 Ė’0( I’t ) Ė0( It ) jİ’Xđb jİXđb θ' θ φ φ' A İ İ’ B O İđm Q’ Q P 58 (3.2) Việc thay đổi dòng kích từ của máy phát trong nhà máy nhiệt điện Phả Lại đƣợc thực hiện bằng cách điều chỉnh biến trở kích thích ở bản vẽ số 2 (sơ đồ chức năng kích thích máy phát). Khi máy phát làm việc với hệ thống kích thích chính, thay đổi dòng kích từ đƣợc điều chỉnh nhờ bộ tự động điều chỉnh điện áp APB. Tín hiệu đƣợc lấy từ TU và TI ở đầu cực máy phát đƣa vào bộ APB. Tín hiệu sau khi xử lý đƣợc đƣa vào 2 cuộn dây OB1 và OB2 (cũng có thể điều chỉnh bằng tay). Hai cuộn dây OB1 và OB2 tạo nên hiệu ứng corrector thuận và nghịch cho việc điều chỉnh điện áp máy phát. Ngoài ra có thêm cuộn thứ 3 (OB3) mắc nối tiếp với mạch kích từ chính có nhiệm vụ tăng tốc cho những tín hiệu điều khiển (dòng kích thích). + OB3 : Cuộn dây nối tiếp kích thích đƣợc đấu nối tiếp với cuộn dây roto máy phát DB, do đó làm tăng độ nhạy của hệ thống kích thích khi phụ tải thay đổi đột ngột. + OB1 : Cuộn dây nối tiếp kích thích độc lập tạo nên từ trƣờng tác động nhanh theo từ trƣờng của cuộn dây OB3 và đảm bảo tăng điện áp của máy phát cao tần và do đó tăng dòng kích thích máy phát. + OB2 : Cuộn dây kích thích độc lập tạo nên từ trƣờng ngƣợc với cuộn dây OB3 và để tăng quá trình giảm kích thích máy phát cao tần khi phụ tải máy phát giảm đột ngột. Dòng kích thích của máy phát kích thích chính (xoay chiều tần số cao) sẽ đƣợc đƣa qua bộ chỉnh lƣu bởi các điot. Sau đó mạch đƣợc mắc nối tiếp với một bộ lọc nhiễu gồm các tụ và điện trở (nhằm san bằng dòng điện) rồi đƣợc đƣa vào mạch kích thích của máy phát chính. 59 Trong mạch kích thích còn có aptomat dập từ. Khi máy phát bị cắt đột ngột, aptomat dập từ sẽ đóng mạch kích thích vào một điện trở dập từ. 3.3. CHUYỂN HỆ THỐNG KÍCH TỪ CHÍNH SANG KÍCH TỪ DỰ PHÒNG. Việc chuyển đổi hệ thống kích từ chính sang hệ thống kích từ dự phòng đƣợc thực hiện bằng hai cách : a. Cách thứ nhất : đóng kích từ dự phòng vào làm việc song song với kích từ đang làm việc, có nghĩa là không cắt kích từ khỏi máy phát, sau đó cắt kích từ làm việc ra khỏi sơ đồ. - Ƣu điểm : không đòi hỏi phải giảm phụ tải của máy phát. - Nhƣợc điểm : chế độ làm việc song song của kích từ với các đặc tính khác nhau có thể gây ra dòng điện cân bằng, dẫn đến sự đánh lửa trên cổ góp của kích từ. Vì vậy thời gian thực hiện không đƣợc diễn ra quá lâu (không quá 2÷3 s). b. Cách thứ hai : cắt kích từ chính và đóng kích từ dự phòng (sau khi thiết bị khử từ trƣờng đã đƣợc cắt) và chuyển sang chế độ không đồng bộ. - Ƣu điểm : chuyển kích từ chính sang kích từ dự phòng theo phƣơng pháp này sẽ không thể xuất hiện dòng điện cân bằng. - Nhƣợc điểm : chuyển máy phát về chế độ không đồng bộ chỉ cho phép khi phụ tải không quá 20÷40% giá trị định mức. Trong đa số các trƣờng hợp nếu việc chuyển đổi kích từ diễn ra không quá 10 giây và chế độ không đồng bộ không gây ra sự tác động của các bảo vệ thì cho phép máy phát mang tải 70÷80% giá trị định mức đối với tuabin có rotor rèn liền. Khi chuyển đổi trạng thái kích từ, cần kiểm tra các cực cho phù hợp. Điện áp ở kích từ làm việc đƣợc điều chỉnh ứng với từng loại sơ đồ kích thích cụ thể. Khi chuyển từ trạng thái làm việc sang trạng thái dự phòng mà không cắt kích từ ra khỏi máy phát, cần phải chỉnh định điện áp trên kích từ dự phòng cao hơn 10% so với điện áp ở cổ góp của rotor. Sau khi kiểm tra sự đồng cực của các kích từ làm việc và dự phòng bằng Vônmet, tiến hành đóng kích từ 60 dự phòng vào thanh cái bằng aptomat hoặc cầu dao rồi liền đó không quá 3 giây, cắt kích từ làm việc. Nếu cần thiết có thể điều chỉnh kích từ bằng biến trở shun của kích từ dự phòng. Khi chuyển đổi từ kích từ chính sang kích từ dự phòng mà có cắt kích từ ra khỏi máy phát, phụ tải của máy phát cần giảm đến giá trị cho phép ở chế độ không đồng bộ. Tiến hành các thay đổi cần thiết trong sơ đồ làm việc của tuabin và lò hơi. Kích từ đƣợc đóng vào sẽ đƣợc kích đến điện áp nhƣ đối với trƣờng hợp chuyển đổi mà không cắt kích từ ra khỏi máy phát. Cắt aptomat khử từ trƣờng, sau đó cắt kích từ cũ khỏi máy phát và đóng kích từ mới vào, tiếp đó đóng aptomat khử từ trƣờng rồi tiến hành điều chỉnh kích từ máy phát với kích từ mới. Trong cả hai trƣờng hợp máy phát không phải cắt ra khỏi mạng. Trong thực tế nhà máy nhiệt điện Phả Lại đã áp dụng phƣơng pháp thứ nhất để thực hiện chuyển đổi hệ thống kích từ chính sang hệ thống kích từ dự phòng. Quá trình chuyển đổi hệ thống kích từ chính sang kích từ dự phòng đƣợc thực hiện nhƣ bản vẽ số 2 (sơ đồ chức năng kích thích máy phát) + Trƣớc hết phải kiểm tra chắc chắn rằng máy cắt của động cơ điện máy kích thích dự phòng đã đóng điện. + Đóng cầu dao B1 ở bảng ΠCB - 1б máy kích thích dự phòng. + Ấn nút lựa chọn SBC cho khối cần thay thế ở bảng N8 phòng điều khiển trung tâm. + Dùng khóa SAC3 và vôn kế PV4 ở bàn 8aG phòng điều khiển khối để tạo mạch điện áp máy kích thích dự phòng cao hơn điện áp roto từ (10 – 15) %. + Dùng khóa SA2 ở bàn 8aG để đóng aptomat đầu vào kích thích dự phòng B2. + Ngay khi đóng khóa B2 dùng khóa SA3 để cắt aptomat đầu vào mạch kích thích chính B3. 61 Thời gian máy kích thích chính và máy kích thích dự phòng làm việc song song phải là khoảng thời gian cần thiết ngắn nhất đủ để thực hiện các thao tác chuyển đổi. Sau khi cắt B3 từ công tắc tơ K3 và K4 mạch cấp điện cho APB và PPB sẽ tự động cắt ra. + Sau đó phải dùng khóa SAC3 ở bảng 8aG để thay đổi chế độ kích thích máy phát và tăng phụ tải vô công. Hình 3.2. Phòng điều khiển trung tâm. 62 3.4. CHUYỂN TẢI. Trong mỗi nhà máy điện thƣờng có đặt nhiều máy phát điện đồng bộ và nói chung các nhà máy điện đều làm việc trong một hệ thống điện lực. Nhƣ vậy trong một hệ thống điện lực có rất nhiều máy phát điện đồng bộ làm việc song song. Việc nối các máy phát điện làm việc chung trong hệ thống điện lực là cần thiết, vì có ƣu điểm giảm bớt vốn đầu tƣ đặt máy phát điện dự trữ đề phòng sửa chữa và sự cố để đảm bảo an toàn cung cấp điện, hoặc sử dụng hợp lý các nguồn năng lƣợng nhƣ các trạm thủy điện làm việc với công suất lớn trong mùa mƣa lũ để giảm bớt công suất của các trạm nhiệt điện, do đó tiết kiệm đƣợc nhiên liệu trong thời gian đó, nói tóm lại là nâng cao đƣợc chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật khi thiết kế và vận hành. Khi ghép một máy phát điện đồng bộ làm việc song song trong hệ thống điện lực hoặc với một máy phát điện đồng bộ khác, để tránh dòng điện xung và các mômen điện từ có trị số rất lớn có thể sinh ra sự cố làm hỏng máy và các thiết bị điện khác, gây rối loạn trong hệ thống điện lực thì các trị số tức thời của điện áp máy phát điện và hệ thống điện lực phải luôn bằng nhau. Muốn vậy phải đảm bảo các điều kiện sau đây: 1. Điện áp của máy phát UF phải bằng điện áp của lƣới điện UL. 2. Tấn số của máy phát fF phải bằng tần số của lƣới điện fL. 3. Thứ tự pha của máy phát phải giống thứ tự pha của lƣới điện. 4. Điện áp của máy phát và của lƣới phải trùng pha nhau. Nếu không đảm bảo đúng các điều kiện nói trên khi ghép song song máy phát điện có thể xảy ra các sự cố nghiêm trọng. Khi ghép song song, việc điều chỉnh điện áp UF của máy phát đồng bộ đƣợc thực hiện bằng cách thay đổi dòng điện kích của máy, tần số fF của máy đƣợc điều chỉnh bằng cách thay đổi mômen hoặc tốc độ quay của động cơ sơ cấp kéo máy phát điện. Sự trùng pha giữa điện áp của máy phát điện và của lƣới đƣợc kiểm tra bằng đèn, vônmet có chỉ số không hoặc dụng cụ đo đồng 63 bộ. Thứ tự pha của máy phát điện thƣờng chỉ đƣợc kiểm tra một lần sau khi lắp ráp máy và hòa đồng bộ với lƣới điện lần đầu. Việc ghép song song máy phát điện vào hệ thống điện theo các điều kiện nói trên gọi là hòa đồng bộ chính xác máy phát điện. Trong một số trƣờng hợp có thể dùng phƣơng pháp hòa đồng bộ không chính xác, nghĩa là không phải so sánh tần số, trị số góc pha, điện áp của máy phát điện cần ghép song song và của lƣới điện. Phƣơng pháp này gọi là phƣơng pháp tự đồng bộ. Thực tế nhà máy nhiệt điện Phả Lại thực hiện phƣơng pháp hòa đồng bộ chính xác bằng tay để ghép máy phát điện đồng bộ làm việc song song với lƣới. Để ghép máy phát điện vào làm việc song song với lƣới điện bằng phƣơng pháp hòa đồng bộ chính xác có thể dùng bộ hòa kiểu ánh sáng đèn hoặc bộ hòa đồng bộ kiểu điện từ. Phƣơng pháp hòa đồng bộ bằng bộ đồng bộ kiểu ánh sáng dùng cho các máy phát điện đồng bộ công suất nhỏ. Còn các nhà máy điện có đặt các máy phát điện công suất lớn, trong đó có nhà máy nhiệt điện Phả Lại thì thƣờng dùng cột đồng bộ tức là bộ đồng bộ kiểu điện từ. Cột đồng bộ gồm ba dụng cụ đo sau : một vônmet có hai kim, một kim chỉ điện áp UF của máy phát điện, một kim chỉ điện áp UL của lƣới điện, một tần số kế có hai dãy phiến rung để chỉ đồng thời tần số fF của máy và tần số fL của lƣới và một dụng cụ đo làm việc theo nguyên lý từ trƣờng quay có kim quay với tần số . Tốc độ quay của kim dụng cụ này phụ thuộc vào trị số và chiều quay của kim thuận hay ngƣợc chiều kim đồng hồ tùy theo hoặc ngƣợc lại. Khi và kim quay thật chậm ( ) thì thời điểm đóng cầu dao là lúc kim trùng với đƣờng thẳng đứng và hƣớng lên trên. 64 Hình 3.3. Đồng bộ kế Việc hòa đồng bộ chính xác máy phát điện đòi hỏi nhân viên thao tác phải thật thành thạo và tập trung chú ý cao độ để tránh nhầm lẫn nhất là khi trong hệ thống điện lực đang có sự cố.Thao tác hòa máy phát điện đồng bộ vào lƣới đã trình bày trong chƣơng 2 (mục 2.4). Sau khi đã hòa các máy phát điện vào lƣới xong, quá trình chuyển tải giữa các máy phát diễn ra nhƣ sau : 65 Khi đóng máy phát đồng bộ vào công tác song song ta phải tiến hành chuyển tải cho chúng. Khả năng chuyển tải phải thỏa mãn điều kiện máy có công suất lớn sẽ chịu tải nhiều hơn máy có công suất nhỏ hơn. Các máy có công suất bằng nhau phải chịu tải nhƣ nhau. Tải của máy phát luôn luôn là tổng của hai loại : Đó là tải tác dụng và tải phản kháng. Tải tác dụng của máy phát điện tỷ lệ thuận với mômen trên trục của nó nên sự phân chia tải tác dụng giữa các máy phát làm việc song song là sự phân chia mômen cản trên trục của các máy phát. Việc này đƣợc thực hiện nhờ thay đổi lƣợng nhiên liệu vào động cơ truyền động thông qua bộ điều tốc. Tải phản kháng của máy phát ta quan niệm đó là tải phản tác dụng mang tính cảm kháng và tải phản tác dụng mang tính dung kháng. Ở đây ta chỉ quan tâm đến vấn đề phân bố tải phản tác dụng mang tính cảm kháng. Việc thực hiện phân bố tải phản tác dụng đƣợc thực hiện nhờ việc thay đổi trị số dòng kích từ lại phụ thuộc vào làm việc của hệ thống tự động điều chỉnh điện áp. Độ nghiêng của đặc tính ngoài máy phát là yếu tố quyết định phân bố tải vô công khi chúng làm việc song song. Khi thành lập đặc tính ngoài của máy phát ta quy định và . Nhƣng trong thực tế thì rất nhiều yếu tố nhƣ sự thay đổi tốc độ, nhiệt độ, tính chất của bộ tự động điều chỉnh điện áp và tính chất của máy phátlàm ảnh hƣởng đến đặc tính ngoài của máy phát. Mặc dù các máy phát chế tạo cùng sơri và có cùng hệ thống tự động điều chỉnh điện áp nhƣ nhau, chúng ta cũng không thể có đƣợc đặc tính ngoài của chúng giống hệt nhau. Nếu ta gọi điện áp của 2 máy phát làm việc song song là U1, U2 và dòng là I1, I2 ta có phƣơng trình vecto : (3.3) (3.4) 66 Trong đó U và I là điện áp và dòng điện trên thanh cái bảng điện chính. Trong trƣờng hợp tải thuần kháng, việc phân bố dòng tải đƣợc giới thiêu trên hình 3.4. Từ đặc tính ngoài ta thấy 2 máy phát đƣợc phân bố tải vô công đều chỉ khi đặc tính của chúng trùng lên nhau. Hình 3.4. Phân bố dòng tải cho máy phát 1 và 2. Từ đặc tính hình 3.4 ta có thể rút ra kết luận quan trọng cho bộ điều chỉnh điện áp. Hệ thống điều chỉnh phải có khả năng điều chỉnh chính xác và ổn định điện áp trong chế độ không tải. Nếu ta gọi : Pđmx là công suất định mức của máy ta khảo sát. Pđmt là tổng công suất tất cả các máy phát đang công tác trên lƣới điện. Khi khảo sát máy phát Pđmx ta phân biệt ba chế độ công tác. – máy phát x làm việc với lƣới cứng. – máy phát x làm việc coi nhƣ độc lập. – máy phát x làm việc với lƣới mềm. Chúng ta đang cần nghiên cứu về máy phát x làm việc với lƣới cứng. U } } U0 U 1 2 I1 I2 67 Nếu máy phát x có công suất Pđmx rất nhỏ so với tổng công suất Pđmt (công suất của máy phát tƣơng đƣơng) ( ) thì tất cả các thông số của hệ thống điện năng lúc này nhƣ : điện áp, tần số đƣợc quyết định bởi máy phát tƣơng đƣơng có công suất Pđmt. Trong trƣờng hợp này khi thay đổi dòng kích từ của máy phát x và thay đổi tốc độ của tuabin sẽ không có tác dụng làm thay đổi điện áp và tần số của mạng chung. Nếu ta thay đổi Ikt của máy phát x và giữ nguyên công suất của tuabin thì chỉ thay đổi đƣợc thành phần tải phản kháng và chính là thay đổi cosφ của máy phát x. Nếu thay đổi công suất của tuabin hơi với điện áp không đổi, ta chỉ thay đổi đƣợc thành phần tải tác dụng của máy phát x. Từ kết quả khảo sát trên ta có thể rút ra kết luận cho trƣờng hợp khi máy phát x làm việc với lƣới cứng nhƣ sau : -Muốn thay đổi công suất tác dụng của máy phát x cần thay đổi công suất của tuabin hơi (tức là thay đổi lƣợng hơi đƣa vào tuabin). -Muốn thay đổi công suất phản kháng của máy phát x ta cần thay đổi dòng kích từ của nó. Phân bố tải tác dụng cho các máy phát đồng bộ công tác song song đƣợc quyết định bởi bộ điều tốc của động cơ truyền động cho máy phát. Hình 3.5 giới thiệu phân bố tải cho trƣờng hợp hai máy phát cùng công suất làm việc song song. Muốn phân bố tải đều giữa hai máy, đặc tính của bộ điều tốc phải giống hệt nhau. Trƣờng hợp hai bộ điều tốc đặt khác nhau nhƣ hình 3.5. Sự phân bố tải tác dụng sẽ khác nhau với trị số P1 và P2. 68 Hình 3.5. Phân bố tải tác dụng cho các máy phát đồng bộ làm việc song song. Sau đóng máy phát đồng bộ vào làm việc song song với lƣới ta phải tiến hành phân bố tải tác dụng cho chúng. Muốn vậy ta phải tác động đến bộ điều tốc tức là thay đổi lƣợng hơi đƣa vào tuabin. Do máy phát là loại đồng bộ cực ẩn nên , ta có biểu thức sau : (3.5) Ở trƣờng hợp này U và f là không đổi nên nếu giữ dòng kích từ it không đổi thì E0 là hằng số khi đó P là hàm số của góc θ và đƣờng biểu diễn của nó có dạng nhƣ sau : n n1 I II P2 P1 P 69 Hình 3.6. Đặc tính công suất của máy phát cực ẩn. Ở chế độ làm việc xác lập công suất tác dụng P của máy ứng với góc θ nhất định phải cân bằng với công suất cơ trên trục làm quay máy phát điện. Đƣờng biểu diễn công suất cơ của tuabin hơi đƣợc biểu thị bằng đƣờng thẳng song song với trục hoành và cắt đặc tính góc.Nhƣ vậy muốn điều chỉnh công suất tác dụng P của máy phát thì phải thay đổi góc θ, bằng cách thay đổi công suất cơ trên trục máy. Công suất tác dụng cực đại Pmax mà máy phát điện có thể cung cấp cho hệ thống điện ứng với khi . Từ đó ta có thể suy ra Tuy nhiên ta cũng nên hiểu rằng nếu điểm làm việc của máy phát nằm trong khoảng mà θ = 0 ÷ 900 tức là dP/dθ > 0 thì máy phát mới ổn định. Còn khi θ = 900 ÷ 1800 tức dP/dθ < 0 máy phát sẽ mất ổn định. Giả sử có hai máy phát G1 và G2 làm việc song song với nhau trong lƣới cứng, hai máy có S1 = S2 (kVA) và coi nhƣ có đặc tính hoàn toàn giống nhau, việc phân tải có thể thực hiện đễ dàng bằng việc điều chình công suất máy lai và điện áp kích từ. Tại thời điểm ban đầu P1 = 0 và P2 = Pđm. Hình 3.7a trình bày đồ thị vectơ biểu diễn đặc tính hai máy tại thời điểm ban đầu, điểm làm Pmax P0 a b 180 0 θb 90 0 θa θ P 0 70 việc của máy G1 là 1, G2 là 2. Mục đích đặt ra là chuyển toàn bộ tải tác dụng từ máy hai sang máy một. Hình 3.7b trình bày đồ thị vectơ trong quá trình chuyển tải giữa hai máy, điểm làm việc của máy G1 tại thời điểm đó là 1’có công suất tác dụng là P1 và so với điểm làm việc 1 thì máy G1 đã nhận thêm công suất tác dụng một lƣợng đúng bằng ∆P của máy G2 giảm đi. Còn máy G2 làm việc tại điểm 2’, lúc đó công suất tác dụng mà máy nhận đƣợc cung cấp cho tải là P2 đã giảm đi một lƣợng ∆P. Thao tác để đạt đƣợc mục đích này là ngƣời vận hành phải đồng thời tác động vào 2 tuabin hơi, với máy G1 thì tăng lƣợng hơi đƣa vào tuabin còn máy G2 thì làm ngƣợc lại giảm lƣợng hơi đƣa vào tuabin. Nếu cứ tiếp tục giảm lƣợng hơi vào tuabin máy G2 và tăng lƣợng hơi vào tuabin máy G1 thì đến một lúc nào đó máy một sẽ nhận hoàn toàn tải và máy hai sẽ chạy không tải, tức là P1 = Pđm, P2 = 0. Ngƣời vận hành có thể quan sát trực tiếp trên Wattmeter. Đó là thời điểm có thể cắt máy hai ra khỏi lƣới chỉ còn để lại máy một với độ an toàn cao nhất. a) b) Hình 3.7. Đồ thị vectơ hai máy phát làm việc song song. 2 P2 İ2 φ2 Ė2 P1 = 0 1 Ů 2 1 P2 P1 Ů İ2 İ1 2’ 1’ φ2 φ1 ∆P Ė1 Ė2 0 71 KẾT LUẬN Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trƣờng mỗi sinh viên đều trang bị cho mình một kiến thức nhất định, tuy nhiên lƣợng kiến thức này chƣa đủ để sinh viên ra trƣờng có thể tiếp cận ngay với công việc thực tế và những công nghệ mới nhƣng nó là nền tảng vững chắc, giúp họ tự rèn luyện, thích ứng với môi trƣờng đầy khó khăn, thử thách và đóng góp một phần công sức vào quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc. Đồ án tốt nghiệp chính là một cơ hội cho sinh viên có thể tự khẳng định mình, đƣợc áp dụng những kiến thức đã học vào trong thực tế, tự tìm hiểu sâu về một vấn đề cụ thể và hình dung đƣợc công việc của mình sau khi ra trƣờng. Nhờ có sự giúp đỡ của các cô chú trong phân xƣởng Điện – Kiểm nhiệt của nhà máy nhiệt điện Phả Lại cùng với sự hƣớng dẫn nhiệt tình của thầy giáo TS. Nguyễn Tiến Ban đến nay đồ án của em đã hoàn thành. Em đã thu đƣợc những kết quả sau : - Nghiên cứu về chuyển chế độ máy phát sang bù đồng bộ. - Nghiên cứu về chuyển kích thích chính sang kích thích dự phòng. - Nghiên cứu về chuyển tải của máy phát. Do thời gian có hạn nên đồ án còn nhiều thiếu sót và hạn chế. Em mong nhận đƣợc sự góp ý của thầy cô và các bạn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Tiến Ban cùng tập thể cán bộ nhà máy nhiệt điện Phả Lại đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án này. Hải Phòng, ngàythángnăm 2010 Sinh viên Trần Đức Cƣơng 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TRỊNH HÙNG THÁM – NGUYỄN HỮU KHÁI – ĐÀO QUANG THẠCH – LÃ VĂN ÚT, (1996) Nhà máy điện và trạm biến áp – Hà nội, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật. [2] Quy trình vận hành máy phát điện TBФ – 120 – 2T3 – Nhà máy nhiệt điện Phả Lại. [3] TRẦN QUANG KHÁNH, (2009) Vận hành hệ thống điện – Hà nội, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật. [4] VŨ GIA HANH – TRẦN KHÁNH HÀ – PHAN TỬ THỤ - NGUYỄN VĂN SÁU, (2001) Máy điện – Hà nội, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật. [5] GS. TSKH THÂN NGỌC HOÀN – TS NGUYỄN TIẾN BAN, (2007) Trạm phát và lƣới điện tàu thủy – Hà nội, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật. [6] BÙI THANH SƠN, (2000) Trạm phát điện tàu thủy – Hà nội, Nhà xuất bản giao thông vận tải. 73 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1. NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI ..................................... 3 1.1. CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN. ............................................................................ 3 1.1.1. Nhà máy nhiệt điện (NĐ) ........................................................................ 3 1.1.2. Nhà máy thủy điện (TĐ) ......................................................................... 4 1.2. NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI. ....................................................... 4 1.3. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN PHẢ LẠI. ................................................................................................................... 9 1.3.1. Sơ đồ nguyên lý quá trình sản xuất điện năng của nhà máy điện Phả Lại ..... 9 1.3.2. Chu trình tuần hoàn hơi – nƣớc của công ty nhiệt điện Phả Lại........... 11 1.4. CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN. ............... 12 1.4.1. Lò hơi .................................................................................................... 12 1.4.2. Tuabin hơi ............................................................................................. 18 1.4.3. Máy phát điện ........................................................................................ 20 CHƢƠNG 2. VẬN HÀNH MÁY PHÁT VỚI HỆ THỐNG KÍCH TỪ VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP ............................................................................... 26 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. ......................................................................................... 26 2.2. CÔNG TÁC KIỂM TRA, THỬ NGHIỆM TRƢỚC KHI ĐƢA MÁY PHÁT VÀO HOẠT ĐỘNG. ............................................................................ 26 2.3. KHỞI ĐỘNG TỔ MÁY PHÁT. .............................................................. 31 2.4. HÒA MÁY PHÁT VÀO MẠNG. ........................................................... 32 2.5. GIÁM SÁT THEO DÕI QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT. .... 34 2.6. CÁC THAO TÁC LOẠI TRỪ SỰ CÔ. ................................................... 41 2.6.1. Ngừng sự cố .......................................................................................... 41 2.6.2. Quá tải sự cố ......................................................................................... 41 2.6.3. Mất đồng bộ .......................................................................................... 42 74 2.6.4. Cắt tự động ............................................................................................ 43 2.6.5. Làm việc khi ngắn mạch ....................................................................... 45 2.6.6.Vi phạm chế độ nhiệt ............................................................................. 45 2.6.7. Chạm đất ở cuộn dây Stato ................................................................... 46 2.6.8. Hệ thống kích thích không bình thƣờng ............................................... 46 2.6.9. Làm việc khi phụ tải không cân đối ...................................................... 49 2.6.10. Làm việc ở chế độ động cơ ................................................................. 50 2.6.11. Những chế độ không bình thƣờng ...................................................... 50 2.6.12. Dập lửa máy phát điện ........................................................................ 51 2.7. THAO TÁC DỪNG TỔ MÁY ................................................................ 52 2.8. SỬA CHỮA MÁY ĐIỆN ........................................................................ 53 2.8.1. Kiểm tra đánh giá máy phát điện .......................................................... 53 2.8.2. Đo điện trở cách điện của các bộ phận khác nhau ................................ 53 CHƢƠNG 3. CHUYỂN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ......... 55 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. ......................................................................................... 55 3.2. TỪ CHẾ ĐỘ MÁY PHÁT SANG CHẾ ĐỘ BÙ ĐỒNG BỘ. ................ 55 3.3. CHUYỂN HỆ THỐNG KÍCH TỪ CHÍNH SANG KÍCH TỪ DỰ PHÒNG. 59 3.4. CHUYỂN TẢI. ........................................................................................ 62 KẾT LUẬN .................................................................................................... 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 72