Nguyên lý cơ bản về cấu tạo và hoạt động của các trnag thiết bị trong nhà máy

i nhận thức tại nhà máy. Là những sinh viên ngành hệ thống điện, chúng em đã được nhà trường tạo điều kiện cho đi nhận thức tại nhà máy thuỷ điện Hoà Bình. Đây là một cơ hội rất tốt để sinh viên có được nhận thức chung về việc sản xuất và phát điện tại nhà máy điện lớn nhất cả nước cũng như các công trình, thiết bị máy móc hiện đại. Bản báo các này gồm hai phần: Phần 1: Giới thiệu về nhà máy Phần 2: Nguyên lý cơ bản về cấu tạo và hoạt động của các trnag thiết bị trong nhà máy. Phần I: Giới thiệu về nhà máy. Thuỷ điện Hoà Bình là một công trình xây dựng cơ sở vật chất lớn nhất nước ta trong thế kỷ XX, có thể sang thế kỷ XXI chúng ta có đủ sức mạnh và trí tuệ xây dựng những công trình lớn hơn về quy mô hiện đại hơn nữa, nhưng với thuỷ điện Hoà Bình vẫn mang những điểm đặc biệt của nó. Nó đặc biệt không những ở quy mô mà còn đặc sắc ở tính lịch sử của nó. Nó trở thành niềm tự hào của cả dân tộc Việt Nam, vì nó đã đặt những bước đi đầu tiên trên chặng đường công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Giá trị to lớn nhất của Thuỷ điện Hoà Bình là nó chiếm vị trí quan trọng trong Hệ thống điện toàn quốc. Công trình thuỷ điện Hoà Bình là công trình đầu mối đa chức năng có quy mô lớn nhất khu vực Động Nam á hiện nay, được xây dựng để thực hiện 4 nhiệm vụ sau: Điều tiết chống lũ đảm bảo an toàn cho thủ đô Hà Nội và các tỉnh đồng bằng sông Hồng khi suất hiện lũ lớn với lưu lượng 37800m3/s. Sản xuất điện năng với sản lượng bình quân hàng năm 8,16 tỷ kwh. Đảm bảo cung cấp nước vào mùa kiệt cho đồng bằng châu thổ 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 lại bình thường trong năm. Do công trình có những lợi ích to lớn như vậy nên đã được Đảng và nhà nước hết sức quan tâm. Mặc dù trong những năm tháng khó khăn nhưng Đảng và nhà nước đa ra quyết định xây dựng công trình thuỷ điện Hoà Bình trên sông Đà. Được sự giúp đỡ của các chuyên gia Liên Xô cùng với đội ngũ cán bộ công nhân Việt Nam đã tiến hành công tác kháo sát và chuẩn bị các điều kiện để khởi công công trình. Tháng 11/1979 công trình thuỷ điện Hoà Bình đã được khởi công. Ngày 24/12/1988, lúc 14h10phút, tua bin tổ máy số 1 đã quay những vòng đầu tiên, đánh dấu kết quả nhiều năm lao động của hơn 3 vạn cán bộ công nhân cung với 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 29/6/1993 tiến hành hoà lưới tổ máy số 6. Ngày 7/12/1993 tiến hành hoà lưới tổ máy số 7. Ngày 4/4/1994 tiến hành hoà lưới tổ máy số 8. Như vậy sau 15 năm tập trung sức người sức của , tháng 12 năm 1994 công trình đã cơ bản hoàn thành đưa tổng công suất đặt của nhà máy lên1920MW vào vận hành. Kể từ khi nhà máy thuỷ điện Hoà Bình được thành lập (9/11/1988) cho đến nay, trải qua 17 năm phấn đấu khắc phục nhiều khó khăn, tập thể cán bộ công nhân viên của nhà máy đã nhanh chóng nẵm bắt được kỹ thuật hiện đại và làm chủ các thiết bị đảm nhân hoàn toàn công tác vận hành nhà máy. Mang lại những hiệu quả to lớn: 1.Công tác điều tiết chống lũ. Công trình thuỷ điện Hoà Bình có Hồ chứa dung tích9,45 tỷ m3, dung tích hữu ích là 5,6 tỷ m3. Đảm bảo an toàn cho thủ đô Hà Nội và các tỉnh đồng bằng châu thổ sông Hồng – Nơi có mật độ dân cư đông đúc, một vùng đồng bằng quan trọng nơi có những công trình quan trọng của cả nước, được xác định là nhiệm vụ hàng đầu của công trình thuỷ điện Hoà Bình. Vì vậy hàng năm về mùa lũ hồ chứa thuỷ điện Hoà Bình phải dành 1 dung tích trên 5 tỷ m3 để dự phòng thực hiện nhiệm vụ giảm lũ lớn. Đây là điểm khác so với các công trình thuỷ điện của nước tavì vậy mà công tác điều tiết nước được thực hiện kết hợp với nhiệm vụ phát điện và tưới tiêu. Nhưng trận đại hồng thuỷ xảy ra năm 1945,1964, 1971 đã làm vỡ các tuyến đê xung yếu ở các tính đồng bằng sông Hồng làm thiệt hại to lớn về người và của. Từ khi công trình thuỷ điện Hoà Bình được đưa vào vận hành hàng năm đã cắt từ 4 dến 6 trận lũ lớn, bảo đảm an toàn cho các công trình và cho thủ dô Hà Nội và các tỉnh đồng bằng Bắc bộ, hạn chế thiên tai thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội, đảm bảo an ninh quốc phòng. 2. Nhiệm vụ phát điện Mặc dù phát điện là nhiệm vụ xếp thứ hai trong mục đích xây dựng thuỷ điện Hoà Bình nhưng nó cũng không kém phần quan trọng. Nước ta sau thời gian dài chiến tranh tàn phá, nền kinh tế nói chung và nghành công nghiệp điện nói riêng bị phá hoại nặng lề và kém phát triển. Đó là trở ngại lớn cho việc xây dựng và phát triển kinh tế của cả nước. Nhìn lại những năm trước khi xây dựng thuỷ điện Hoà Bình, Hệ thống điện Việt Nam rất hạn chế và không phát triển vì sản lượng điện nhỏ không đáp ứng đủ nhu cầu của nền kinh tế, và nhu cầu thiết yếu khác. Tình trạng thiếu điện xảy ra nghiêm trọng. Các thành phố thường xuyên bị cắt điện. việc tổ máy số 1 của thuỷ điện Hoà Bình tháng 12/1988 được hoà lưới với công suất 240MW, Hệ thống điện miến Bắc đã nhanh chóng được cải thiện và sau khi và sau khí đưa toàn bộ 8 tổ máy với công suất 1920 MW hoà vào Hệ thống đã đáp ứng được những nhu cầu về điện của miến Bắc. Vào nhứng năm 1993,1994 miền Bắc đã xuất hiện hiện tượng thừa điện. Năm 1994 sản lượng điện của Hoà Bình đạt 5,662 tỷ kWh chiếm 83% sản lượng điện miền Bắc và gần bằng sản lượng điện toàn quốc năm 1987. Tháng 5-1994 đường dây 500KV Bắc-Nam được đóng điện đưa vào vận hành thực hiện nhiệm vụ liên lạc thống nhất Hệ thống điện toàn quốc với Hoà Bình làm điể đầu mút phía Bắc. Vai trò của Thuỷ điện Hoà Bình cực kỳ quan trọng, không những cung cấp điện cho miền Nam mà còn nhiệm vụ làm cho đường dây 500kV vận hành ổn định và an toàn. Với tỷ trọng công suất và điện nấngnr xuất chiếm từ 25 - 40% sản lượng điện của cả nước, nhà máy đã được giao nhiệm vụ điều chỉnh công suất của cả hệ thống và giữ vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh chất lượng điện năng của cả hệ thống. Với việc vận hành ổn định của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình suốt thời gian 15 năm qua đã góp phần quan trọng trong việc ổn định lưới điện quốc gia, góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế, phụ vụ nhu cầu sinh hoạt của nhân dân. 3. Hiệu quả điều tiết cung cấp nước tưới hàng năm cho đồng bằng Bắc Bộ. Trong những năm vừa qua thời tiết biến động thất thường lượng nuớc vào mùa kiệt có xu hướng giảm mạnh, không đáp ứng nhu cầu nguồn nứoc phục vụ nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt của các tỉnh đồng bằng sông Hồng. Nhung nhờ có sự điều tiết của hồ chứa thuỷ điện Hoà Bình, nên đã đáp ứng được nhu cầu về nước cho vùng đồng bằng sông Hồng rộng lớn, đảm bảo hàng năm không thiếu nước. Từ khi nhà máy thuỷ điện Hoà Bình đưa vào vận hành, khu vực đồng bằng châu thổ sông Hồng không xảy ra nạn hạn hán như các vùng khác và nhờ có sự điều tiết hợp lý của Hồ chứa thuỷ điện Hoà Bình đã góp phần tăng năng suất và sản lượng vụ chiêm xuân ở vùng này, không những thế còn được cải thiện được điều kiện cấp nước phục vụ công nghiệp và dân sinh. Việc bổ sung nguồn nước vào mùa kiệt hàng năm còn góp phần đẩy được nước măn ra xa các cửa sông, tăng thêm diện tích trồng trọt, chăn nuôi ở vùng này. Như vây nhiệm vụ tưới tiêu của công trình thuỷ điện Hoà Bình cũng mang lại hiệu quả vô cùng to lớn. 4. Hiệu quả cải thiện giao thông đường thuỷ. Trước khi công trình thuỷ điện Hoà Bình đi vào vận hành, tình trạng giao thông đường thuỷ trên hệ thống sông ở vùng đồng bằng bắc bộ gặp nhiêu khó khăn nhất là mùa kiệt, tàu bè bị mắc cạn. Công trình thuỷ điện Hoà Bình xây dựng nhằm cải thiện điều kiện giao thông đường thuỷ ở vùng này để thúc đẩy sự phát triển kinh tế xã hội, đảm bảo giao lưu giữa đồng bằng và miền núi. Công trình đã tạo ra một hồ chứa có chiều dài 200km từ Hoà Bình lên Sơn La, tạo ra một tuyến giao thông đường thuỷ rất thuận lợi, tạo điều kiện để khai thác tiềm năng vùng núi Tây Bắc và chuận bị cho công trình xây dựng nhà máy thuỷ điện Sơn La. Phía hạ lưu công trình nhờ có sự điều tiết tăng lưu lượng nuớc về mùa kiệt và giảm lưu lượng nuớc về mùa lũ đã tạo điều kiện cho tàu bè đi lại thuận lợi, không còn tình trạng ách tắc như trước dây. Trong điều kiện hệ thống giao thông đường bộ ngày càng quá tải, Hệ thống giao thông đường thuỷ sẽ ngày càng phát huy tác dụng công trình thuỷ điện Hoà Bình đã và sẽ có vai trò thúc đẩy sự phát triển giao thông đường thuỷ góp phần đẩy nhanh sự phát triển kinh tế xã hội trong vùng. Ngoài những hiệu quả to lớn nói trên, công trình thuỷ điện Hoà Bình còn mang lại những hiệu quả khác, là công trình kinh tế hiện đại của đất nuớc với một quần thể kiến trúc văn hoá đặc biệt đã tạo một khu du lich hấp dẫn đối với khách trong nước và quốc tế. Hàng năm đã có hàng trăm nghìn lượt khách đến thăm quan du lịch. Hồ chứa thuỷ điện Hoà Bình còn có tiềm năng nuôi trồng thuỷ sản rất lớn mà hiện nay chưa được khai thác và góp phần điều hoà khí hậu, tạo ra một vùng sinh thái tốt cho sự phát triển nông, lâm nghiệp. Xây dựng công trình và vận hành an toàn ổn định công trình thuỷ điện Hoà Bình – một công trình có quy mô lớn và kỹ thuật phức tạp tầm cỡ thế giới đã đào tạo cho đất nước môt đội ngũ cán bộ quản lý, kỹ sư và chuyên gia về xây dựng, lắp máy và vận hành các công trình thuỷ điện nước ta trong tương lai. Để thực hiện được các nhiệm vụ nêu trên, nhà máy thuỷ điện Hoà Bình đã xây dựng một mô hình tổ chức khoa học và hợp lý. Giám đốc P. Giám đốc VT P. Giám đốc KT Phòng Vật tư Phòng Bảo Vệ PCCC Phân xưởng DV Phòng TCKT Phòng TCLĐ Văn Phòng Phòng quyết toán Phòng KHKT PX Điện PX Tự Động PX Máy PX Vận Hành Trạm 220-500KV PX Thuỷ Lực Phòng An toàn BHLĐ Mô hình tổ chức của nhà máy Trải qua 17 năm quản lý vận hành, tập thể cán bộ công nhân viên nhà máy thuỷ điện Hoà Bình đã vượt qua mọi khó khăn thử thách, hoàn thành thắng lợi mọi nhiệm vụ được giao sản xuất gần 90 tỷ kwh điện an toàn, được Đảng, Chính phủ và Quốc hội tặng những phần thưởng cao quý: Danh hiệu đơn vị anh hùng lao động cho tập thể nhà máy năm 1998, Danh hiệu anh hùng lao động cho đồng chí Vũ Đức Quỳnh nguyên Giám đốc nhà máy năm 2000. 1 Huân chương lao động hạng nhất năm 1989. 2 Huân chương lao động hạng nhì năm 1986, 1994. 2 Huân chương lao động hạng 3 năm 1983, 1992 25 Huân chương lao động các hạng cho môt đơn vị và 24 cá nhân xuất sắc….. Phần II: Nguyên lý cơ bản về cấu tạo và hoạt động của các trang thiết bị trong nhà máy. I. Phần năng lượng sơ cấp. Nhà máy thuỷ điện là nhà máy điện hoạt động trên nguyên tắc: sử dụng năng lượng của dòng chảy để làm quay tua bin thuỷ lực, tua bin được gắn đồng trục với máy phát điện, làm nhiệm vụ chuyển tiếp năng lượng. Ta biết rằng, công suất đặt của nhà máy thuỷ điện được tính theo công thức như sau: Nđ = 9,81h.DH.Qtb. Trong đó: h : Hiệu suất của nhà máy. DH : Độ cao cột nước.( Chênh lệch giữa thượng lưu và hạ lưu). Qtb : Lưu lượng trung bình của dòng chảy. Như vậy công suất đặt của nhà máy thuỷ điện phụ thuộc trực tiếp vào DH và Qtb. Lưu lượng nước trung bình của dòng chẩy đối với mỗi dòng sông là khác nhau và thậm chí là khác nhau trên mỗi đoạn của dòng sông đó. Tuỳ thuộc vào địa hình cụ thể, cấu tạo địa chât khu vực, biểu đồ thuỷ văn của dòng chảy mà người ta lựa chọn vị trí đặt nhà máy thuỷ điện cho tối ưu nhất. Khi đó để nâng cao công suất đặt của nhà máy, để tận dụng tối đa năng lượng dòng chảy, nhà thiết kế sẽ cố gắng tạo ra DH lớn nhất có thể được. Có rất nhiêu phương án để tạo ra DH cho nhà máy thuỷ điện: Người ta có thể lợi dụng địa hình sẵn có của dòng chảy, tạo kênh dẫn hoặc đắp đập ngăn sông để tạo hồ chứa nước. Trong đó thì nhà máy thuỷ điện kiểu đập và hồ chứa là điển hình hơn cả và nhà máy thuỷ điện Hoà bình cũng là một trong những nhà máy như vậy. Để có thể sử dụng năng lượng dòng chảy như là một nguồn năng lượng sơ cấp làm quay tua bin máy phát điện thì phải kể đến vai trò cực kỳ quan trong của một số công trình và thiết bị chính trong hệ thống năng lương sơ cấp như: Hồ, Đập, Cửa nhận nước, Cửa xả nước, Tua bin, các thiết bị thuỷ lựa liên quan………. Hồ chứa. Hồ chứa của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình có các thông số kỹ thuật chính như sau: Mực nước dâng bình thường 115m: Đây là mức nước đảm bảo cho nhà máy có thể vận hành trong thời gian dài mà vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. Mực nước chết là 80m và tương đương có thể tích chết Vchết = 3,85tỷ m3. Đây là giới hạn dưới của mực nước vận hành trong hồ, nhà máy không được vận hành dưới mực nước này. Nếu vận hành dưới mực nước chết thì lượng phù xa kéo về lớn sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của Tua bin và các thiết bị thuỷ lực liên quan đồng thời khiến cho lòng hồ chứa bị bồi lắng phù xa nhiều, ảnh hưởng đến tiêu chuẩn kỹ thuật của hồ chứa. Hồ chứa có diện tích mặt nước là 220km2 với độ sâu h =100¸150m. Dung tích chống lũ của hồ là 5,6 tỷ m3 với mực nước trước lũ là 85¸90m, mực nước gia cường là 120m. Đây là phần dung tích của hồ phục vụ cho nhiệm vụ chống lũ cho vùng hạ lưu sông Đà. Mực nước trong hồ lên xuống là tuỳ theo từng mùa trong năm và tuỳ theo chế độ vận hành của nhà máy. Quá trình điều tiết hồ chứa là một bài toán tối ưu hoá đa mục tiêu rất phức tạp, vừa phái đảm bảo cho mục tiêu số 1 là chống lũ, đảm bảo cho an toàn của công trình vừa phải đảm bảo cho nhu cầu phát điện cho hệ thống theo điều độ quốc gia. Đập. Đây là một công trình đồ sộ, vĩ đại nhất trong toàn bộ công trình nhà máy với chiều cao 128m, chiều dài đập là 600 m, chiều rộng chân đập là 800m, cao độ mặt đập là 123m. ▼115m ▼80m Đá Đất Đá 123m -5m 800m Với mỗi nhà máy thuỷ điện thì cấu tạo của đập là khác nhau tuỳ theo mực nước dâng, tuỳ theo cấu tạo địa chất, địa chấn, thuỷ văn của khu vực đó. Đập của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình là loại đập đất đá được xây dựng trên nền chân đập là cát sỏi. Loại đập này có khả năng đàn hồi tốt với chấn động khoảng 6 độ ricte, 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 đá gốc. Dưới chân đập có đặt các thiệt bị kỹ thuật để đo đạc kiểm tra tính trạng của đập, giúp cho bộ phận giám sát, theo dõi có thể biết được hiện trạng thực tế của đập, từ đó đưa ra kế hoạch vận hành, bảo dưỡng tối ưu nhất đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình. Công trình xả nước vận hành. Vào mùa lũ, lưu lượng nước chảy vào hồ lớn, để đảm bảo tính an toàn cho công trình phải tiến hành xả nước hồ qua hệ thống cửa xả. 70m 106m Công trìng này là một đập bê tông cao 70 m và rộng 106 m, được chia là 2 tầng. Tầng dưới là 12 cửa xả đáy kích thước 6x10m với tổng lưu lượng xả là 21000m3/s. Tầng trên là 6 cửa xả mặt, kích thước 15x15m với tổng lưu lượng xả là 14400m3/s. Cửa nhận nược và truyền năng lượng. Cửa nhân nước kiểu tháp cao 70m, dài 190m trên có bố trí các lưới chắn rác và các cửa van sửa chữa. Nước dẫn vào tuabin bằng 8 Tuynen chịu áp lực, mỗi tuynen dài 210m, đường kính 8m qua các tổ máy và thoát ra hạ lưu ở máy 1 và máy 2 hai đường tuynen độc lập, ở tổ máy 3 đến 8 đường xả được ghép đôi “2 máy 1 tuynen”. Các của nhận nước được đóng mở bởi các tấm phai cửa nặng 72 tấn, việc nâng hạ các tấm phai được thực hiện bởi hệ thống cần cẩu. II. Phần máy phát và gian máy Gian máy là máy là một công trình đợc xây dựng ngầm trong núi đá có chiều cao 50,5m , rộng 19.5m, dài 260m. Tại đây lắp đặt thiết bị của 8 tổ máy .Song song với gian máy là gian. Biến thế gồm 24 máy biến áp một pha, công suất là 105 MVA, nâng điện áp từ 15.75 kV lên 220 kV. Dòng điện được dẫn ra ngoài bằng đường cáp trong dầu áp lực cao lên trạm phân phối ngoài trời 220/110kV 1. Sơ đồ nguyên lý , tính năng ứng dụng của các trang thiết bị thuộc máy phát điện, thuộc máy phát kích thích. Ú Bố trí máy phát điện thuỷ lực Máy phát điện thuỷ lực đợc cấu tạo kiểu ổ dù, có một ổ đỡ đặt trên nắp turbin và có một ổ hớng nằm trên giá chữ thập trên. Nằm đồng trục với máy phát chính là máy phát phụ và máy phát điều chỉnh Máy phát đồng bộ thuỷ lực 3 pha trục đứng kiểu CB-1190/215-48-TB4 * Các số liệu kỹ thuật chính của máy phát thuỷ lực : CB-1190/215-48-TB4 + Công suất định mức biểu kiến 266700 kVA + Công suất dịnh mức hữu công 240000kW + Điện áp dây định mức 15.75kV + Dòng điện stator định mức 9780A + Hệ số công suất định mức cosj = 0.9 + Tần số định mức 50 Hz + Tốc độ quay định mức 125v/p + Dòng điện kích thích định mức 1710A + Hiệu suất ở công suất định mức, điện áp định mức và hệ số công suất định mức là :98.3% máy phát điện thuỷ lực không có trục riêng, ống lót rôtor đợc nối trực tiếp với trục turbin, ở phía trên ống lót rôtor nối với trục phụ trên đó có lắp ống lót của ổ hướng, vành góp và rôtor của máy phát điều chỉnh. Tại vùng trung tâm của đĩa rôtor máy phát chính có lắp rôtor máy phát phụ . máy phát đợc trang bị hệ thống phanh, cứu hoả, các thiết bị kiểm tra nhiệt độ và bảo vệ ổ đỡ, ổ hướng. Ú Stato và máy phát chính Vỏ stator làm bằng thép tấm có vành trên và vành dới, năm tầng vỏ bọc vành dới của stator dùng để đặt vỏ lên các tấm mỏng, cả vành trên dùng để lắp giá chữ thập trên. Giữa các tầng hàn của các gian tăng lực và thanh chống bằng thép góc. Để có thể vận chuyển đợc dễ dàng stator cấu tạo thành 6 phần, stator đợc bắt vào móng nhờ 12 tấm móng và gurông móng. Lõi stator đợc làm bằng tấm thép kỹ thuật dập nguội và phủ bằng lớp sơn cánh điện 2 mặt rồi sấy nóng. Theo chiều cao tấm thép được chia làm 41 đoạn, thanh chống giữa các đoạn này tạo ra các rãnh để không khí làm mát lưu thông, cuộn dây stator làm bằng thanh dẫn lượn sóng 2 lớp, có 3 đầu chính và đầu ra trung tính. Số rãnh Z = 576 rãnh , số cực 2P= 48 cực, bước quấn dây 1-15-25 , số nhánh song song a = 4. Ú Rôtor máy phát chính: Gồm đĩa rôtor, thân rôtor có gắn đĩa phanh, các cực có cuộn dây kích từ và cuuộn cản, thanh dẫn phụ trên đó có lắp ống góp cho ổ hướng . Thân rôtor là các mảnh dập bằng tấm thép ghép lại và đợc chia thành 12 đoạn theo chiều cao. Các mảnh của thân xếp thành từng lớp và có mối nối đặt lệch nhau một cực so với lớp trước, ở những chỗ ráp nối giữa các mảnh của một mối nối có khe hở để lưu thông không khí còn giữa các đoạn là các rãnh thông gió . Mỗi cực rôtor gồm có phần lõi thép có dạng đặc biệt. Từng cực từ được nối vào thân rôtor bằng hai rãnh mang cá ( hình chữ T ) và các thanh nêm ngược chiều . Cuộn dây rôtor được ép bằng lò xo đặt trong các rãnh trên thân rôtor . Thanh dẫn từ vành góp đến cuộn dây kích thích của máy phát làm bằng thanh đồng bọc cách điện. Ú Máy phát phụ( máy phát kích thích) Máy phát phụ để cung cấp điện cho hê thống kích thích độc lập bằng thyristor của máy phát chính. Thân stator và rôtor làm bằng thép hàn. Thân stator gồm 3 mảnh ghép lại, đĩa rôtor làm liền không tháo rời đợc. Lõi thép stator đợc làm bằng các mảnh thép kỹ thuật. Cuộn dây stator đấu theo hình sao có các mạch trích từng pha để cấp điện cho nhóm chỉnh lưu làm việc của bộ biến đổi bằng thyristor, cách điện của cuộn dây stator máy phát phụ bằng băng meca cấp B Ú Máy phát điều chỉnh : Là máy phát có tần số cho bộ điều tốc điện thuỷ lực của turbin và rơle tốc độ, nó là máy pháy đồng bộ 3 pha, có kích thích bằng nam châm vĩnh cửu trên các cực của rôtor . Để từ hoá các nam châm mỗi cực từ có một cuộn dây đặc biệt. Cần phải tiến hành nạp từ điện áp stator thấp dới 110V . Tiến hành nạp từ bằng dòng một chiều 600A . Thời gian nạp không quá 1secto . Trong thời gian làm việc cuộn dây nạp từ phải đợc đấu ngắn mạch. Hiện nay chỉ có tổ máy 3 đến tổ máy 8 còn sử dụng máy phát điều chỉnh còn máy 1 và 2 đã thay thế máy phát điều chỉnh bằng thiết bị đo tốc độ của Hãng SULZER. Ú Hệ thống thông gió, làm mát. Để làm mát phần tác dụng của máy phát chính có dùng hệ thống thông gió tuần hoàn làm mát không khí trong các bộ phận làm mát không khí. Rotor máy phát làm việc như một quạt ly tâm tạo nên áp lục gió làm mát cần thiết, làm mát các cực từ Rotor cuộn dây và lõi thép Stator và di vào các bộ làm mát gió bằng nước, khi ra khỏi các bộ phận làm mát khí theo hướng gió khép kín quanh Stator, không khí lạnh chia làm 2 đường quay trở lại rotor. Đường khí phía dưới đi qua mương gió nằm trong mán, đường khí phía trên đi giữa sàn giá chữ Thập trên và tấm ngăn chia không khí phía trên. Các bộ làm mát khí được lắp vào thân stator máy phát chính. Ú Hệ thống phanh. Để phanh Rotor khi dừng máy và để nâng Rotor khi sửa chữa, máy phát được trang bị 24 bộ phanh, phanh có van 3 ngả để thay đổi chế độ phanh hoặc kích máy. ÚKiểm tra nhiệt độ Máy phát điện đuợc kiểm tra nhiệt độ nhờ các bộ Sensor biến đổi nhiệt điện trở và nhiệt áp kế. Để đo nhiệt độ Stator máy phát chính, trong các rãnh giữa các thanh dẫn ở một trong các nhánh song song của cả ba pha có lắp các bộ biến đổi nhiệt điện trở. Để đo nhiệt độ lõi thép Stator máy phát chính, trên đáy các rãnh có lắp các nhiệt kế điện trở. Để kiểm tra nhiệt độ các segment ổ đỡ và ổ hướng dầu nóng lạnh trong các thùng dầu, không khí nóng và lạnh người ta lắp các nhiệt kế điện trở và nhiệt áp kế phát tín hiệu. ÚHệ thống cứu hoả. Máy phát thuỷ lực được trang bị hệ thống cứu hoả bằng nước phun. Hệ thống cứu hoả máy phát chính gồm có 2 đướng ống nằm vòng quanh đầu trên và đầu dưới cuộn dây Stator. Trên mỗi ống góp có khoét nhiều lỗ để phân nước Máy phát phụ có một ống cứu hoả nằm quanh đầu trên cuộn dây Stator. 2. Sơ đồ, nguyên lý hoạt động của hệ thống kích từ. Các máy phát thuỷ lực của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình được trang bị hệ thống kích thích thiristor độc lập kiểu CTH-500-2000-3-5T4. mà trong nó được trang bị đồng bộ các thiết bị kỹ thuật điện và chúng thực hiện chức năng điều chỉnh dòng điện Rotor và điện áp của máy phát thỷ lực theo nguyên tắc điều chỉnh đã được xác định ở chế độ làm việc bình thường và chế độ sự cố. Hệ thống kích thích của máy phát thuỷ lực đảm bảo các chế độ làm việc sau đây: Kích thích ban đầu. Không tải. Khởi động tự động đóng vào lưới bằng phương pháp hoà đồng bộ chính xác. Làm việc ở hệ thống năng lượng có phụ tải trong các giới hạn của biểu đồ phân bổ công suất của máy phát quá tải cho phép với máy phát thuỷ lực. Cường hành kích thích với một bội số cho trước theo trước theo điện áp và dòng điện khi có hư hỏng trong hệ thống năng lượng, gây nên giảm điện áp trên thanh cái của trạm. Dập từ cho máy phát điện ở các chế độ dừng sự cố và dừng bính thường tổ máy. Các số liệu kỹ thuật chính của hệ thống kích thích máy phát điện thuỷ lực. Công suất định mức : 1000 kVA Điện áp định mức: 500 V Dòng điện định mức: 2000 A Công suất cường hành : 1530 kVA Dòng điện ở chế độ cường hành : 3420 A Bội số cường hành theo điện áp : 3,5 Điện áp định mức cung cấp cho mạch tự dùng 1 chiều: 220 V Tần số : 50Hz. Cấu tạo và sự làm việc của hệ thống kích thích máy phát điện thuỷ lực. Việc kích thích cho máy phát điện thuỷ lực được thực hiện theo sơ đồ kích thích thyristor độc lập bằng việc cung cấp cho các cuộn dây kích thích từ thanh cái Stator của máy phát phụ qua bộ biến đổi UG1 và UG2 mà chúng được đấu song song ở phía dòng 1 chiều. Bộ biến đổi UG1 – là một nhóm làm việc của các thiristor được cung cấp từ các nhánh Stator của máy phát điện và nó đảm bảo ở các chế độ làm việc lâu dài phần cơ bản của dòng điện kích thích. Còn bộ biến đổi UG2 – là nhóm cường hành của các thiristor, mang phần không đáng kể (20%) dòng điện kích thích. Máy phát điện phụ có hệ thống tự động tự kích thích và được bố trí trên cùng một trục với máy phát điện chính. Vì vậy điện áp anod cung cấp cho các bộ biến đổi thiristor trong các nhóm làm việc và cường hành của máy phát điện chính không phụ thuộc vào điện áp Stator của máy phát điện và hệ thống kích thích như vậy được gọi là độc lập. Việc dập từ cho máy phát điện được thực hiện bằng việc chuyển các bộ phận biến đổi sang chế độ đảo, khi đó các sung điều khiển được loại khỏi nhóm làm việc và chế độ đảo thực hiện thông qua nhóm cường hành. Việc cung cấp cho bộ điều chỉnh kích thích khi hệ thống kích thích làm việc được lấy từ máy biến áp tự dùng TE2 có công suất định mức 7,5 KVA, việc cung cấp cho hệ thống làm mát bằng nước cất được lấy từ hệ thống nước cất chưng của nhà máy trong đó là một bình chưng cất bằng điện và bể chứa. Nước cất được cung cấp bằng vòng tuần hoàn kín như sau: bơm-các bộ trao đổi nhiệt, các bộ lọc – các bộ biến đổi thiristor, việc đưa vào từ bộ troa đổi nhiệt được thực hiện bằng các ống nhờ các đầu nối bằng mặt bích. Cách điện của bộ biến đổi với bộ trao đổi nhiệt được đảm bảo bằng các ống cách điẹn đặt ở đường làm mát bên trong các bộ biến đổi thiristor. Sự tuần hoàn của nước cất được đảm bảo bằng các bơm nước ly tâm có công suất 20 m3/h, cột nước 53m. 3. Hệ thống điều khiển, đo lường và bảo vệ chính của máy phát. Máy phát có các bảo vệ chính sau: Bảo vệ so lệch dọc. Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài không đối xứng và quá tải không đối xứng. Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài đối xứng. Bảo vệ chống quá điện áp. Bảo vệ chống quá tải đối xứng. Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây Stator máy phát. Ú Bảo vệ so lệch: Dùng làm bảo vệ cho máy phát chống ngắn mạch nhiều pha trong cuộn dây Stator và ở các đầu ra của máy. Bảo vệ này là một trong số các bảo vệ chính của máy phát và không tác động khi có ngắn mạch ngoài. Vùng tác động của bảo vệ. Từ các máy biến dòng đặt ở đầu ra trung tính đến các máy biến dòng đặt tại các đầu ra máy phát. Bảo vệ làm việc không có thời gian day trì tác động đi cắt máy cắt 15,75KV, dập từ máy phát, dừng máy, khởi động cứu hoả máy phát. Ú Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài không đối xứng và quá tải không đối xứng chúng được dùng làm bảo vệ cho máy phát chính chống ngắn mạch ngoài không đỗi xứng và các chế độ phụ tải không đối xứng, cũng như đảm bảo cho làm dự phòng cho các bảo vệ của các phần tử có liên quan của lưới điện khi xảy ra ngắn mạch không đối xứng. Bảo vệ được đấu vào máy biến dòng đặt ở đầu ra trung tính máy phát. Bảo vệ này có 3 cấp tác động theo dòng điện thứ tự nghịch. Cấp I của bảo vệlàm việc khi có quá tải không đối xứng và tác động khi phát tín hiệu báo trước có thời gian day trì. Cấp II của bảo vệ làm việc khi phát sinh ngắn mạch không đối xứng với 2 cấp thời gian day trì. Cấp III của bảo vệ làm việc khi xảy ra ngắn mạch không đối xứng bên trong máy biến áp lực. Ú Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài đối xứng. Bảo vệ này được dùng làm bảo vệ cho máy phát chống quá dòng khi có ngắn mạch ngoài đối xứng và bảo đảm dự phòng bảo vệ cho các phần tử có liên quan của lưới điện nếu xảy ra ngắn mạch 3 pha. Bảo vệ được đấu vào máy biến dòng đặt ở đầu ra trung tính máy phát vá máy biến điện áp đặt ở đầu ra chính của máy phát. ÚBảo vệ chống quá điện áp Stator máy phát chính. Bảo vệ có 1 cấp tác động nó được thực hiện dưới dạng bảo vệ điện áp cực đại, bảo vệ được đấu vào mạch điện áp của máy biến điện áp đặt ở đầu ra máy phát. ÚBảo vệ chống quá tải đối xứng. Để tránh quá tải đối xứng người ta dùng bảo vệ dòng điện cực đại sử dụng dòng điện 1 pha. Bảo vệ được đấu vào máy biến dòng đặt ở đầu ra trung tính của máy phát. Ú Bảo vệ chống cham đất cuộn dây Stator. Để bảo vệ cuộn dây Stator máy phát người ta dùng bảo vệ chống chạm đất 93 – 11. Bảo vệ này được dùng trong các máy phát có công suất lớn mà ở trung tính cuộn dây Stator của nó có đặt máy biến áp 1 pha. Bảo vệ được dấu vào máy biến áp đặt tại đầu ra chính máy phát qua khối thử nghiệm SG-A. Mạch điện bảo vệ chống chạm đất phía 15,75 KV. 4. Sơ đồ nguyên lý và đặc tính kỹ thuật chính của máy biến áp tăng áp 15,75/220KV, máy cắt, các biến điện áp đo lường đầu cực máy phát. ÚMáy biến áp tăng áp 15,75/220KV Các máy biến áp của sơ đồ khối máy phát biến áp là các máy biến áp một pha, 2 cuộn dây kieu OCS – 105000/220-85-TB-B. Các thống số kỹ thuật chính: Công suất định mức 105000 KVA Công suất định mức nhóm 3 máy315000 KVA Điện áp định mức cao áp 230 KV. Điện áp định mức phía hạ 15,75 KV Dòng điện định mức cao áp 751,5 A Dòng điện định mức hạ thế 666A Sơ đồ và nhóm dây của máy biến áp I/I-0 Sơ đồ tổ đấu dây Y/D -11 Các biến áp khối có hệ thống làm mát dầu và nước theo kiểu tuần hoàn cưỡng bức. Hệ thống làm mát gồm các bộ phận sau: Các bộ phận làm mát dầu (làm nhiệm vụ trao đổi nhiệt) Bơm điện (để bơm dầu) Các bộ lọc hút ẩm (để khôi phục phần nào t/c của dầu) Lưới lọc (để lọc cơ khí dầu) Đồng hồ kiểm tra đo lường. Các van 1 chiều (không cho dầu chảy ngược) Các van dầu và nước. ống dẫn dầu Dầu nóng của máy biến áp từ lớp trên đi vào đầu hút của bơm, được bơm qua van 1 chiều và các bộ làm mát dầu, ở đây dầu bao quanh các giàn ống (trong đó có nước tuần hoàn được làm nguội đi qua lưới lọc vào tầng dưới của máy biến áp, một phần dầu đi qua bộ lọc hút ẩm thường xuyên ở trạng thái làm việc. Nhóm biến áp 3 pha có 4 bộ làm mat dầu: mỗi pha có một bộ làm mát làm việc và một bộ dừ phòng chung cho cả 3 pha. Sơ đồ cho phép thay thế bộ làm mát làm việc của bất kỳ pha nào bằng bộ làm mát dự phòng. Mỗi bộ làm mát làm việc có 2 bơm dầu 1 bơm làm viẹc và 1 bơm dự phòng. Nguồn của 2 bơm được lấy từ 2 tủ, 2 tủ này luôn luôn làm việc riêng biệt ở mạch lực có 2 Aptomat phân đoạn đầu nối tiếp, các aptomat này luôn ở trnạg thái cắt chí đóng aptomat phân đoạn khi bị hỏng 1 trong 2 tủ cấp nguồn trước đó phải cắt tủ bị hỏng. *, Các máy cắt đầu cực máy phát. Máy cắt đầu cực có nhiệm vụ chính là cắt ngắn mạch bảo vệ an toàn cho máy phát. Ngoài ra còn có nhiẹm vụ đóng cắt để hoà tổ máy vào hệ thống. Hiện nay ở nhà máy thuỷ điện Hoà Bình, từ tổ máy 1-4 được trạng bị máy cắt SF6 hiện đại còn các tổ máy còn lại vẫn sử dụng máy cắt khôg khí của Nga sản xuất. Máy cắt đầu cực dùng không khí, 3cực kiểu BBG-20, loại nhiệt đới hoá được dùng cho các mạch xoay chiều 3 pha tần số 50Hz, điện áp tới 20 KV, nhiệt dộ không khí môi trường không qua 45 0C nơi đặt máy cắt phải được bảo vệ chống nước, dầu….ở độ cao không qua 100m so với mặt nước biển. Các thông số kỹ thuật chính như sau: Điện áp định mức 20 KV Dòng điện định mức 11200A Dòng cắt định mức 160KA Thời gian cắt (đến thời điểm dập hồ quang ở tiếp điểm phụ) £ 0,168s Dòng ổn định nhiệt tới hạn 160 KA Thời gian dòng điện đi qua bằng dòng ổn định nhiệt 4s áp lực dư định mức của khí nén trong bình khí máy cắt 20Kg/cm2. Giới hạn áp lực dư ban đầu của khí nén 19¸21kg/cm2 Máy cắt là một tổ hợp gồm 3 cực riêng và một tủ phân phối, chung nói với nhau bằng hệ thống dẫn khí. Giữa các cực của máy cắt không có sự liên hệ với nhau về cơ. Việc điều khiển máy cắt 3 cực này được thực hiện bằng cách nối song song các nam châm điện điều khiển. Mỗi cực đều có các nam châm điện tác động nhanh đóng-cắt. Việc điều khiển máy cắt hoặc tự động hoặc từ xa cũng được thực hiện bằng các nam châm này còn các cơ cấu khac hoạt động nhờ khí nén. Tủ phân phối là loại dùng khí nén nối 3 cực vào một bộ máy. Tổ máy 1¸4 được trang bị máy cắt khí SF6 của hãng ABB loại HEK-3. áp lực khí nén SF6 là 6,8at, truyền động của máy cắt thực hiện bằng không khí nén áp lực 8¸10,5at. Ú Máy biến điện áp đầu cực máy phát. Máy biến điện áp dùng để biến đổi điện áp từ trị số lớn xuống trị số thích hợp (100/V) để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, rơle và tự động hoá. Như vậy các dụng cụ thứ cấp được tách khỏi mạng điện cao áp nên rất an toàn cho nguời.Cũng vì an toàn, một trong những đầu ra của cuộn dây thứ cấp phải được nối đất.Các dụng cụ phía thứ cấp của BU có điện trở rất lớn ,nên có thể coi BU làm việc ở chế độ không tải. Đầu cực máy phát có 2 biến điện áp Y0/Y0/D Đây là loại biến điện áp dầu 3 pha 5 trụ, nó gồm 1 mạch từ 5 trụ(trong đó có 3 trụ có dây quấn để cho từ thông thứ tự không chạy qua ) và hai cuộn dây thứ cấp nối hình sao và hình tam giác hở. Cuộn dây nối hình sao cung cấp cho các dụng cụ đo lường, rơle và kiểm tra cách điện.Cuộn dây nối tam giác hở nối với rơle điện áp để cho tín hiệu khi 1 điêm chạm đất trong luới cao áp. Bình thường Ua1x1=Ua+U6+Uc=0. Khi 1 điểm chạm đất trong lưới cao áp, điệnáp Ua1x1=3Uc, trong đó Uclà điên áp thứ tự không, do đó rơle tác động báo tín hiệu chạm đất. Bởi vì máy phát co rất nhiều loại bảo vệ, có nhiều điểm đo lường nên phải sử dụng 2 biến điện áp giống nhau (vì số đầu ra của 1 biến điên áp là có hạn). III. Hệ thống cấp nguồn 1 chiều và tự dùng xoay chiều của nhà máy. 1. Công dụng, cấu tạo và thông số kỹ thuật của trạm acquy. ở nhà máy thuỷ điện Hoà Bình được lắp 4 trạm Acquy (AB) các trạm AB1, AB2 nằm ở nhà máy kỹ thuật điện, AB3, AB4 nằm ở nhà máy điều khiển trạm OPY. Các trạm Acquy được dùng để cung cấp dòng một chiều liên tục cho các mạch điều khiển, bảo vệ liên động và tín hiệu. Trạm acquy bao gồm 108 bình được đấu nối tiếp với nhau trong bình thủy tinh, ở mỗi bình acquy được đổ châtd điện phân tỷ trong 1,18g/cm3.. Mỗi bình acquy có 7 tấm dương cực và 8 tấm âm cực (6 bản giữa và 2 bản hai bên) Điện áp dương (cực dương acquy) được lấy ở acquy thứ nhất, điện áp âm thì được lấy ở acquy thứ 108 (cực âm của acquy). Các thông số kỹ thuật của acquy. Kiểu acquy CK-14 ( dùng trong trạm làm việc ở chế độ phóng). Dung lượng định mức Cđm = 504A/h. Dòng trực nạp lớn nhất I=126A Dòng điện áp đảm bảo phóng nhanh trong 10h: I=50,4A Dòng điện đảm bảo phóng trong một giờ: I=250A Dung tích bảo hành trong24h : I = 154A Điện áp định mứccủa acquy: 2,15V 2. Công dụng và cấu tạo của tủ một chiều. Tủ một chiều có các tổ máy hụ và trực nạp dùng để phân phối dòng thao tác 1 chiều và trực nạp acquy đồng thời kiểm tra trạng thái dòng 1 chiều. Các tủ một chiều của gian máy (SB1) và trạm OPY (SB2) được cấu tạo bởi 2 phân đoạn thanh cái và các phần tử sau: Các bảng vào trạm AB có kiểm tra cách điện và điện áp. Các bảng của các phần tử phụ nạp. Các bảng của các tổ máy tực nạp có các cầu dao của hệ thống thanh cái. Các bảng phân phối dòng 1 chiều. Các tổ máy trực nạp và phụ nạp kiểu BA3/7-380/260/-40/80/T4N1 Trạm acquy và các tổ máy phụ nạp được đáu bình thường vào các phân đoạn 1 chiều của mình, các tủ một chiều có chiêc máy trực nạp để trực nạp. 3. Tự dùng xoay chiều của nhà máy. Sơ đồ tự dùng của nhà máy thuỷ điện đảm bảo cung cấp chắc chắn cho các hộ tiêu thụ, thiết bị phụ của nhà máy. Tại nhà máy thuỷ điện Hoà Bình trong điều kiện vận hành bình thường các hộ tiêu thụ được cấp điện từ 2 máy biến áp TD61 và TD62. Hai ngườn dự phòng láy từ hai biến áp TD91, và TD92 hai máy biến áp được nối với máy phát I và VIII ở đoạn giữa mát cắt đầu cực máy phát và máy biến áp khối. Mặt khac còn một máy phát điện Diezen làm dự phòng , được nối với thanh cái 6KV. Sơ đồ tự dùng có 2 cấp điện áp 6,3KV và 0,4 KV. Hai máy biến áp tự ngẫu AT1 và AT2 có công suất định mức là 630 KVA. Hai máy biến áp TD61 và TD62 lấy điện từ phia cuộn hạ áp (35KV) của hai máy biến áp AT1,AT2 cấp điện cho 2 phân đoạn KPY 6KV TC21 và TC22, có máy cắt hợp bộ liên lạc giữa 2 phân đoạn. Hai phân đoạn KPY 6KV TC 31 và TC32 lấy điện từ TC21 và TC22 qua các máy cắt hợp bộ, TC31, TC32 còn nối với TD92 qua các máy cắt có trạng bị TĐD (từ động đóng nguồn dự phòng). Cũng tương tự như vậy 2 phân đoạn TC11, TC12 được nối với TD91. Từ các KPY6KV, qua máy cắt hợp bộ và máy biến áp 2 cuộn dây hạ xuống 0,4 KV rồi đưa đến các phân đoạn 0,4 KV. Giữa 2 phân đoạn có liên hệ bằng Aptomat thường ở trạng thái mở. IV.các trạm biến áp 1.Cấu tạo và nguyên tắc làm việc của các trang thiết bị trong trạm biến áp. Ta dã biết rằng nhà máy thuỷ diện Hoà Bình có một vai trò cực kỳ quan trọng trong hệ thốngđiện quốc gia . Nhà máygiữ vai trò diều tần cho hệ thống và tham gia vào quá trình điều chỉnh điện áp.Từ khi có đường dây 500 KV, vai trò của nhà máy lại càng được khẳng định.Trạm biến áp 220/110/35 KV la điểm nối của nhà máy điện Hoà Bình với hệ thống, nó là 1 nút nguồn quan trọng bậc nhất trong hệ thống điện quốc gia. Qúa trình vận hành của nhà máy và trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng, an toàn của lưới điện quốc gia. Vì vậy mà trạm biến áp được thiết kế sao cho đảm bảo an toàn cung cấp điện cho hệ thống đồng thời đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế. Tám tổ máy được ghép thành 4 khối và qua 4 lộ đường dây đưa vào trạm biến áp. Có tất cả 7 lộ 220 KV. Đường dây 274, 275, 276 đi BaLa. Đường dây 273 đi Chèm. Đường dây 272 đi Sóc Sơn. Đường dây 271 đi Ninh Bình. Đường dây 270 đi Thanh Hoá. Trong đó đường dây 271 và 270 là dây phân pha(2 dây 1 pha) có vòng đẳng thế để làm điện trường phân bố đều hơn, giảm tổn thất vầng quang. Có 1 lộ 220 KV cấp điện cho trạm biến áp 500 KV. Có 3 lộ 110 KV: Đường dây 171, 172 cung cấp điện cho tỉnh Hoà Bình. Đường dây 173 cung cấp điên cho Mộc Châu, Sơn La. Ú Máy cắt điện của các lộ đường dây và trạm. Máy cắt có nhiệm vụ chủ yếu là tách rời phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống để đảm bảo an toàn cho hệ thống và thiết bị, tuỳ thuộc vao mức độ yêu cầu cung cấp điện và lưới điện cụ thể mà người ta lựa chọn loại máy cắt cho thích hợp.Yêu cầu chung là máy cắt phải tác độngđúng, kịp về thời gian và còn phải đảm bảo chỉ tiêu về kinh tế. Hiện nay ở trạm 220/110/35 KV ở nhà máy thuỷ điện Hoà Bình có nhiều chủng loại máy cắt khác nhau. Chủ yếu là hai loại máy căt không khí và máy cắt khí SF6. Xu hướng là thay thế các máy cắt không khí bằng máy cắt SF6 với nhiều tính năng vượt trội. Máy cắt không khí sử dụng là máy cắt của Nga, truyền động va dập hồ quang bằng không khí nén.Trong trạm có 1 phân xưởng sản xuất khí nén để cung cấp cho các máy cắt không khí. Máy cắt có trang bị đông hồ kiểm tra áp lực khí, có hệ thống tự động duy trì áp lực khí trong bình nén. Máy cắt không khí có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ. Khi cắt tiếp chính mở trước sau đó tiếp điểm phụ(tiếp điêm hồ quang) mở sau, hồ quang phát sinh sẽ bị dập tắt bởi không khí nén. Khi đóng thì tiếp điêm chính đóng sau khi tiêp điêm phụ đã đóng. Sau mỗi lần tác động không khí nén thoát ra ngoài va phải nạp khí nén vào máy cắt với một trị số áp lực cần thiết. Máy cắt SF6 có nhiều ưu điểm hơn máy cắt không khí là gọn nhẹ, ít phải sửa chữa bảo dưỡng, hoạt động tin cậy, không phải nạp khí thường xuyên. Máy cắt SF6 sử dụng la loại máy 3AP1 FI là kiểu máy dùng động cơ lên dây cót lò xo để thao tác và dùng khí SF6 để cách điện và dập hồ quang. Máy cắt có một bộ truyền động cơ riêng trên mỗi trụ cực và nó phù hợp cho việc cắt đơn pha hoặc 3 pha rồi tự đóng lại. Mỗi pha máy cắt có một buồng ngắt và dập hồ quang có một đồng hồ chỉ thị áp lực SF6 và một bộ tiếp điểm giám sát áp lực SF6 , các cuộn điện từ đóng cắt các bộ sấy. Máy cắt có mọt tụ điều khiển điều khiển chung được láp đặt tại cột trụ pha giữa, trong tủ có các rơle, khoá điều khiển, các hàng kẹp dùng để kết nối cáp nhị thứ. Điện áp điều khiển cho mạch đóng và mạch cắt là điện áp một chiều 220 V dc . Máy cắt có thể thao tác được tại chỗ hoặc từ xa tuỳ theo vị trí của khoá Local/Remote tại từ điêu khiển chung của máy cắt. Máy cắt có khoá giải trừ mạch đóng cắt không toàn pha máy cắt, ngoài ra còn có mạch chống rò, mạch khoá thao tác khi áp lực khí SF6 giảm thấp. Một số thông số kỹ thuật chính của máy cắt 3AP1FI . Số hiệu về điện. Điện áp định mức 245 KV. Tần số định mức 50 Hz. Dòng điện định mức 3150 A. Dòng cắt ngắn mạch định mức 40 KA Dòng ngắn mạch ổn định động 100 KA Thời gian ngắn mạch định mức 3 s Thời gian thao tác. Thời gian thao tác nhỏ nhất 80 ms Thời gian dập hồ quang *19 ms Thời gian cắt hoàn toàn *60 ms Thời gian đóng cắt 60+10 ms Thời gian* thao tác sau khi cắt*281 ms Số liệu môi trương dập hồ quang SF6 Trọng lượng trên máy cắt 22 kg Ap lực khí bình thương (200c) 6 bat Gía trị áp lực SF6 giảm thấp báo tín hiệu tại 200c 5,2 bat Mạch khoá chung khi giá trị áp lực khí SF6 giảm thấp tai 200c 5,0 bat Gía trị áp lực nhỏ nhất cho phép thao táccơ khí 3,0 bat Ú Dao cách ly Trong trạm chủ yếu co 3 loại dao cách ly sau: PHD3-2(1)-220/320 T1. PHD3-2(1)-110/630 T1. PHD3-2 –33*/630 T1. Các dao cách ly dùng để thao tác đóng cắt các mạch không có dòng điện với điên áp định mức tương ứng đông thời để tiếp địa cho các đoạn mạch đã được cắt điện bằng các dao tiếp địa cắt cố định. Giải thích về ký hiệu: P : dao cách ly. H : đặt ngoài trời. D : hai cột xứ đỡ. 3 : có các dao tiếp địa. 2(1) : số lượng dao tiếp địa. 220, 110, 33 : điện áp định mức (KV). 3200, 630 : dòng điên định mức (A). T : dung cho các khu vực có khí hậu nhiệt đới . 1:để làm việc ngoài trời . Các thông số kỹ thuật cơ bản: Điện áp định mức:PHD-220 PHD-110 PHD-33 Điện áp định mức(KV) 220 110 33 Điện áp làm việc lớn nhất (KV) 252 126 36 Dòng điện định mức(A) 3200 630 630 Cầu dao 1 pha- có điều khiển riêng cho từng pha. Cầu dao 3 pha- có điều khiển chung cho 3 pha. Cực cầu daôc đặt bộ truyền độnggọi là cực chủ động, các cực cầu dao được đấu nối với cực chủ động gọi là các cực bị động. Mạch tiếp địa gồm có dao tiếp địa kiểu treo, mạch nối mềm và tiếp điểm đầu ra chỉ được đặt ở cực chủ động, các tiếp điểm có thể tháo lắp được của dao tiếp địacó cấu tạo tương tự như các tiếp điểm ở dao chính. Các dao cách ly 220 va 110 KV có các bộ truyền động kiểu DH-220 T1 đảm bảo thao tác các dao chính bằng truyền động điện và bằng tay, các tiếp địa bằng cách quay các tay quay tương ứng. Các dao cách ly 35 KV có các truyền động điện kiểu P-T1 đảm bảo thao tác bằng tay các dao chính và dao tiếp địa. Cả 2 loại truyền động đều có các phần tử liên động điện từvà liên độngđiện từvà liên động cơ khí nhờ vậy mà loại trừ được khả năng đong nhầm các dao chính khi các dao tiếp địa đang đóng và ngược lại đóng nhâm các dao tiếp địa khi dao chính đang đóng . Ú Các máy biến dòng điện, biến điên áp. Các máy biến dòng kiểu TFI3M và ****dùng làm nguồn cung cấp cho các mạch dòng của các đồng hồ đo lường , các thiết bị bảo vệ và điều khiển o OPY. Các thông số kỹ thuật cơ bản của máy biến dòng TQ3M-220b TQ3M-132b - Điện áp định mức (KV) 220 132 - Điện áp làm việc lớn nhất (KV) 252 145 - Điện áp bên sơ cấp định mức(A) - Dòng điện bên thứ cấp định mức (A) Máy biến dòng có phân bố các cuộn thứ cấp ở trên bệ máy là vỏ sứ cách điện , bên trong vỏ sứ có đặt thép từ của máy biến thế với các cuôn dây thứ cấp và sơ cấp. Phần thép từ được để ngập đầy dầu máy biến thế, phần trên máy biến dòng có bình ở đầu, ở đó có bình sấy lọc không khí có chứa hạt xilicaghen và kính kiểm tra mức dầu. ở đó cũng có các đầu ra của các cuộn thứ cấp. Nếu nhiệt độ thay đổi 100c thì mức dầu thay đổi 25 mm. Các biến điện áp kiểu HKFI-220-58T1, HKFI-110-83T1, 3HOM-35-65T1 dùng để làm nguồn cung cấp cho các mạch điện áp của các đồng hồ đo lường, các thiết bị bảo vệ và điều khiển ở OPY .Các thông số định mức về yếu tố kỹ thuật cơ bản như sau: Các thông số: HKO-220 HKO-110 3HOM-35 Điện áp định mức (KV) 220 * 100* 35* Điện áp *** thứ cấp Cuộn chính (V) 100* 100* 1000* Cuộn phụ (V) 100 100 100 Công suất cực đại (VA) 2000 2000 1000 Số tầng sứ (cái) 2 1 Cấu tạo của máy biến điện áp: Bên trong vỏ sứ ( với biến điện áp 3HOM thì * bên trong vỏ kim loại ) có đặt phần thép từ của máy biến điện áp, phần thép là mạch dẫn từ có các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp. ở trong bệ máy có phân bố đầu ra của các cuộn dây thứ cấp và đầu ra pha “không” của cuộn sơ cấp máy biến điện áp đươc đổ đầy dầu máy biến thế. ở phần trên máy biến điên áp có bình dãn nở dầu với bình sấy lọc không khí và ống thuỷ chỉ mức dầu. Các máy biến điện áp làm việc ở chế độ hở mạch còn các máy biến dòng điện làm việc ở chế độ ngắn mạch. Ú Chống sét van Các loại chông sét sử dụng trong trạm là PBMG-220MT1, PBMG-110MT1, PBC-35-75T1. Các loại chống sét PBMG dùng để bảo vệ cho các thiết bị không bị quá điện áp khí quyển và thao tác.Các chống sét loại BCP để bảo vệ cho các thiết bị khỏi quá điện áp khí quyển. Các thông số kỹ thuật cơ bản : PBM-220 PBM-110 PBC-35 Điện áp làm việc (KV) 220 110 35 Điện áp làm việc lớn nhất (KV) * Điên áp tác động chọc thủng (KV) * Điện áp sung chọc thủng (KV) 125 Chống sét van gồm hợp bộ các phần tử có các khoảng trống để phóng điện và các điện trở phi tuyến . Tất cả đều được lắp vào trong môt số sứ cách điện.Số lượng phần tử được thích ứng với điện áp định mức ở trên bệ của chống sét van, phía dưới có đặt công tơ đấu sét. Một đầu của công tơ đấu với đầu ra ở phía dưới, một đầu được tiếp địa. Tác dụng bảo vệ của chống sét van là khi xuất hiện điện áp nguy hiểm đến cách điện của thiết bị, chống sét van sẽ phóng điện qua khe hở phóng điện đưa dòng xung xuống dưới đất, do điện trở ở chống sét là điện trở phi tuyến cho nên dòng điện qua chống sét không tạo ra điện áp tăng cao nguy hiểm đôi vơi cách điện của các thiết bị, dòng điện qua các khe hở trung gian phóng điện là dòng điện dưới tác dụng của điên áp tần số công nghiệp do các khe hở, dòng điên sẽ bị dập tắt khi chuyển qua “không” . Các chống sét van phải được thường xuyên đóng điện.Việc kiểm tra xem sét các chống sét van phải thực hiện theo lịch kiểm tra thiết bị đã quy định và tiến hành kiểm tra sau khi có sét đánh vào khu vực trạm hoặc các đường dây tải điện xuất tuyến của trạm. Ú Ngoài các chống sét van bảo vệ quá điện áp khí quyển và thao tác cho các thiết bị, trạm phân phối còn có hệ thống chống sét đánh trực tiếp vào trạm và đường dây. Các cột chống sét làm nhiệm vụ chống sét đánh trực tiếp vào trạm. Hệ thống cột chống sét được bố trí hình lưới diện tích vuông, phạm vi bảo vệ toàn bộ trạm phân phối. Các cột chống sét có thể đặt trên xà, cột của trạm 220, 110 KV để tận dụng chiều cao, tiếp địa của cột chống sét được bắt trực tiếp vào xà, cột đỡ sứ. Các cột chống sét không được đặt trên xà, cột của trạm phân phối phần 35 KV vì cách điện của cấp điện áp này yếu do đó có thể gây phóng điện trên cách điện. Trên các lộ đường dây 220, 110 KV, ở đỉnh cột có đặt dây chống sét để bảo vệ sét đánh vào dây dẫn. Dây chống sét phải đặt có góc bảo vệ *đạt tiêu chuẩn kĩ thuật. Ú Trạm biến áp 500KV. Đường dây 500 KV được xây dựng làm nhiệm vụ hợp nhất hệ thống điện quốc gia.Phòng điều khiển trạm 500 KV nhận lệnh trực tiếp từ điều độ quốc gia (Ao). Công suất phát của trạm là 450 MVA, có một lộ đường dây phân pha,hai giây chống sét.Mỗi pha gồm 4 dây nằm trên khung định vị hình vuông có cạnh a=60cm, có vòng đẳng thế nhằm giảm tổn thất vầng quang. Trạm có hai tổ máy biên áp 1 pha, được làm mát theo kiểu dầu, gió cưỡng bức. Toàn bộ máy cắt trong trạm là loại máy cắt SF6 truyền động bằng lò xo, dùng khí SF6 để dập hồ quang và cách điện. Trong trạm có thiết bị bù ngang ( bằng tụ) và bù dọc ( bằng * ) .Các hệ thống đo lường, bảo vệ, hệ thống thông tin liên lạc… 2. Hệ thống đo lường, bảo vệ trạm biến áp 220/110/35 Ú Bảo vệ máy biến áp tự dùng TD-61, TD-62 (35/6,3 KV). Bảo vệ so lệch máy biến áp. Bảo vệ được sử dụng để chống tất cả các dạng ngắn mạch và hư hỏng bên trong máy biến áp. Vùng tác động của bảo vệ được xác định bởi các máy biến dòng điện đặt ở đầu sứ 35 KV của máy biến ápvà o phía 6 KV trong các ngăn N-18 (N-1) của KPY-6KV VPY-220KV. Bảo vệ tác động không có duy trì thời gian đi cắt máy cắt 220 KV, máy cắt 110 KV, máy cắt 6 KV,khởi động sơ đồ YPOB, cấm TA/7B các máy cắt 220, 110, đồng thờ khởi động cứu hoả cho máy biến áp. Bảo vệ rơle hơi của máy biến áp: Bảo vệ chống các hư hỏng bên trong thùng dầu máy biến áp kéo theo sự xuất hiện khí rơle có hai cặp tiếp điểm, tác động đi báo tín hiệu và cắt máy. Bảo vệ quá dóng điện khởi động theo điện áp thấp. Bảo vệ được coi là bảo vệ dự phòng cho các bảo vệ chính của máy biến áp, bảo vệ tác động chống mọi dạng ngắn mạch bên trong và bên ngoài máy biến áp và thực hiện bằng hai rơle dòng điều khiển PCT-13 đặt trên 2 pha Avà B đấu tới các máy biến áp dòng lắp sẵn ở phía 35 KV của máy biến áp AT-2. Để tăng độ nhạy cho bảo vệ khi xuất hiện ngắn mạch đối xứng và không đối xứng, việc khởi động bảo vệ được thực hiện qua bộ lọc rơle điện áp thứ tự nghịch và rơle điện áp thấp. Đấu tới các máy biến điện áp đo lường ở ngăn 14 của KPY-6KV/OPY. Bảo vệ tác động có duy trì thời gian theo 2 cấp : Cấp1: Đi vào máy cắt đầu vào 6KV Cấp 2:Đi cắt máy cắt 220, 110 KV của máy biến áp tự ngẫu đồng thời khởi động YPOB các máy cắt 220, 110 KV cấm TA/7B các máy cắt 220, 110 KV. Bảo vệ tránh quá tải ở phía 6 KV : Bảo vệ được thực hiện nhờ một rơle dòng điện đấu tới máy biến dòng đặt ở phía 6 KV. Bảo vệ tác động có duy trì thời gian đi bó tín hiệu, khi bảo vệ làm việc tín hiệu con bài tác động báo quá tải máy biến áp tự dùng TD61. *, Bảo vệ máy biến áp tự ngẫu AT-2-ATĐ YTH – 63000/220. Bảo vệ so lệch thanh dẫn được đấu tới máy biến dòng đặt ngoài ở phía 220 KV mạch Es và máy biến dòng lắp sẵn trong máy biến áp (AT2,AT1) và đó cũng chính là vùng tác động, giới hạn bảo vệ so lệch thanh dẫn. Bảo vệ so lệch thanh dẫn sẽ tác động trong mọi dạng ngắn mạch. Bảo vệ rơle hơi của máy biến áp tự ngẫu được thực hiện nhờ rơle hơi KSG-1. Và được sử dụng cho máy biến áp tự ngẫu tránh các hư hỏng bên trong gồm hai cấp. Cấp I: Khi xuất hiện hơi nhẹ trong thùng máy biến áp tự ngẫu, cấp I của bảo vệ rơle hơi sẽ làm việc có báo tín hiệu trước. Cấp II: Khi suất hiện lượng hơi lớn và làm cho dầu trào ra khỏi rơle bảo vệ sẽ tác động không duy trì thời gian. Bảo vệ so lệch máy biến áp tự ngẫu, bảo vệ có công dụng bảo vệ, tránh các hư hỏng bên trong máy biến áp. Bảo vệ được đấu tới các máy biến dòng điện đặt sẵn ở phía 220,110,35KV. Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch tránh ngắn mạch không đối xứng, Bảo vệ được coi là bảo vệ dự phòng cho các bảo vệ chính của máy biến tự ngẫu. Bảo vệ quá dòng có khởi động theo điện áp thấp, bảo vệ được trang bị để cắt các ngắn mạch bên ngoài giữa các pha và làm bảo vệ dự phòng cho các bảo vệ chính của máy biến áp tự ngẫu. Bảo vệ được thực hiện bằng 1 rơle trên cơ sở của rơle dòng điện PCT-13 (KA-5) đấu tới máy biến dòng ở pha A lắp sẵn trong máy biến áp tự ngẫu. Bảo vệ khoảng cách có hướng tránh ngắn mạch giữa các pha phia 110KV. Bảo vệ sử dụng để đảm bảo dự phòng cho bảo vệ và khối 110KV của đường dây và cho các bảo vệ chính của máy biến áp tự ngẫu. Bảo vệ được đấu tới máy biến dòng 110KV đặt sẵn trong máy biến áp tự ngẫu, tới máy biến điện áp đo lường TUL-172 (171). Bảo vệ dòng điện thứ tự không có hướng tránh chạm đất ở 110KV. Bảo vệ được coi là bảo vệ dự phòng của máy biến áp tự ngẫu và được thực hiện tương tự như bảo vệ chạm đất phía 220KV. Các mạch dòng điện của bảo vệ được đấu tới máy biến dòng phía 110KV. Ngoài ra còn có bảo vệ dòng điện cực đại tránh quá tải, bảo vệ tránh không đồng pha của máy cắt 220KV, bảo vệ không đồng pha phía 110KV…. Ú Bảo vệ so lệch thanh cái 220KV.