Điều chỉnh bộ điều tốc của Tuabin

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN 1.1. Nguồn thuỷ năng và vai trò của nhà máy thuỷ điện trong đời sống 1.2. Mục đích của nhà máy thuỷ điện 1.3. Phân loại nhà máy thuỷ điện 1.3.1. Nhà máy thuỷ điện kiểu lòng sông 1.3.2. Nhà máy thuỷ điện kiểu đường dẫn 1.3.3. Nhà máy thuỷ điện kiểu tổng hợp 1.4 Những hạng mục công trình và thiết bị chính của nhà máy thuỷ điện 1.5 Nhà máy thuỷ điện PLEIKRÔNG CHƯƠNG 2: TUABIN 2.1. Tuabin nước và sự phát triển của nó 2.2. Phân loại tuabin 2.2.1. Tuabin phản lực 2.2.1.1. Tuabin hướng trục 2.2.1.2. Tuabin tâm trục 2.2.1.3. Tuabin hướng chéo 2.2.2. Tuabin xung lực 2.2.2.1. Tuabin gáo 2.2.2.2. Tuabin tia nghiêng 2.2.2.3. Tuabin tác dụng kép 2.3. Tuabin trạm PLEIKRÔNG 2.3.1. Thông số chính của tuabin 2.3.2. Kiểu loại tuabin của trạm 2.3.3. Cao trình đặt tuabin 2.3.4. Các bộ phận chính của phần dẫn dòng tuabin 2.3.4.1. Buồng dẫn tuabin 2.3.4.2. Bánh công tác của tuabin 2.3.4.3. Buồng hút 2.3.4.4. Một số yêu cầu chính của kết cấu tuabin CHƯƠNG 3: BỘ ĐIỀU TỐC CỦA TUABIN 3.1. Vấn đề điều chỉnh tuabin 3.2. Nhiệm vụ của bộ điều tốc 3.3. Nguyên lý làm việc của bộ điều tốc 3.4. Các bộ phận cơ bản của bộ điều tốc 3.5. Phân loại bộ điều tốc 3.5.1. Phân loại theo nguyên lý tác động - Bộ điều tốc tác động trực tiếp - Bộ điều tốc tác động gián tiếp 3.5.2. Phân loại theo đặc điểm của sơ đồ điều chỉnh - Bộ điều tốc có phản hồi - Bộ điều tốc không có phản hồi 3.5.3. Phân loại theo tính chất của phản hồi - Bộ điều tốc có phản hồi cứng - Bộ điều tốc có phản hồi mềm 3.5.4. Phân loại theo phương pháp điều chỉnh - Bộ điều tốc cơ khí - Bộ điều tốc thuỷ cơ - Bộ điều tốc điện thuỷ 3.6. Bộ điều tốc tuabin cánh quay 3.7. Bộ điều tốc tuabin gáo 3.8. Bộ điều tốc tuabin tâm trục hay tuabin chong chóng 3.9. Bộ điều tốc của trạm thuỷ điện PLEIKRÔNG

doc30 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 12/06/2013 | Lượt xem: 2088 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Điều chỉnh bộ điều tốc của Tuabin, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CH¦¥NG 1: TæNG QUAN VÒ NHµ M¸Y THUû §IÖN Nguån thuû n¨ng vµ vai trß cña nhµ m¸y thuû ®iÖn trong ®êi sèng Môc ®Ých cña nhµ m¸y thuû ®iÖn Ph©n lo¹i nhµ m¸y thuû ®iÖn 1.3.1. Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu lßng s«ng Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®­êng dÉn Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu tæng hîp Nh÷ng h¹ng môc c«ng tr×nh vµ thiÕt bÞ chÝnh cña nhµ m¸y thuû ®iÖn Nhµ m¸y thuû ®iÖn PLEIKR¤NG CH¦¥NG 2: TUABIN Tuabin n­íc vµ sù ph¸t triÓn cña nã Ph©n lo¹i tuabin 2.2.1. Tuabin ph¶n lùc 2.2.1.1. Tuabin h­íng trôc Tuabin t©m trôc Tuabin h­íng chÐo 2.2.2. Tuabin xung lùc Tuabin g¸o Tuabin tia nghiªng Tuabin t¸c dông kÐp 2.3. Tuabin tr¹m PLEIKR¤NG Th«ng sè chÝnh cña tuabin KiÓu lo¹i tuabin cña tr¹m Cao tr×nh ®Æt tuabin C¸c bé phËn chÝnh cña phÇn dÉn dßng tuabin 2.3.4.1. Buång dÉn tuabin B¸nh c«ng t¸c cña tuabin Buång hót Mét sè yªu cÇu chÝnh cña kÕt cÊu tuabin CH¦¥NG 3: Bé §IÒU TèC CñA TUABIN VÊn ®Ò ®iÒu chØnh tuabin NhiÖm vô cña bé ®iÒu tèc Nguyªn lý lµm viÖc cña bé ®iÒu tèc C¸c bé phËn c¬ b¶n cña bé ®iÒu tèc Ph©n lo¹i bé ®iÒu tèc 3.5.1. Ph©n lo¹i theo nguyªn lý t¸c ®éng Bé ®iÒu tèc t¸c ®éng trùc tiÕp Bé ®iÒu tèc t¸c ®éng gi¸n tiÕp Ph©n lo¹i theo ®Æc ®iÓm cña s¬ ®å ®iÒu chØnh Bé ®iÒu tèc cã ph¶n håi Bé ®iÒu tèc kh«ng cã ph¶n håi Ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt cña ph¶n håi Bé ®iÒu tèc cã ph¶n håi cøng Bé ®iÒu tèc cã ph¶n håi mÒm Ph©n lo¹i theo ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh Bé ®iÒu tèc c¬ khÝ Bé ®iÒu tèc thuû c¬ Bé ®iÒu tèc ®iÖn thuû 3.6. Bé ®iÒu tèc tuabin c¸nh quay 3.7. Bé ®iÒu tèc tuabin g¸o Bé ®iÒu tèc tuabin t©m trôc hay tuabin chong chãng Bé ®iÒu tèc cña tr¹m thuû ®iÖn PLEIKR¤NG VÊn ®Ò ®iÒu chØnh turbine §èi víi l­íi ®iÖn hiÖn ®¹i, yªu cÇu tÇn sè ®iÖn kh«ng ®æi (50Hz hoÆc 60Hz), hay nãi chÝnh x¸c h¬n, ph¹m vi biÕn ®æi rÊt nhá, d­íi 0,1%. V× vËy, nã ®ßi hái tèc ®é quay cña turbine kh«ng ®­îc thay ®æi. Song, khi phô t¶i thay ®æi, m«men (t­¬ng øng c«ng suÊt ph¸t cña turbine) vµ m« men c¶n (t­¬ng øng v¬i phô t¶i) sÏ mÊt c©n b»ng, lµm tèc ®é quay cña turbine thay ®æi. Muèn gi÷ tèc ®é quay cña turbine kh«ng thay ®æi, ph¶i t¹o nªn c©n b»ng míi gi÷a m«men quay vµ m«men c¶n. §Ó thay ®æi c«ng suÊt trªn trôc turbine, ng­êi ta th­êng thay ®æi l­u l­îng qua turbine b»ng c¸ch thay ®æi ®é më c¸nh h­íng dßng cña turbine ph¶n kÝch, hay thay ®æi ®é më vßi phun cña turbine xung kÝch. ViÖc t¨ng gi¶m ®é më turbine ®Ó thay ®æi c«ng suÊt hay dõng m¸y cã thÓ thao t¸c b»ng tay khi yªu cÇu chÝnh x¸c cña tÇn ®iÖn kh«ng cao vµ lùc ®ãng më turbine kh«ng lín, tøc chØ ®­îc dïng ë tr¹m thuû ®iÖn n«ng th«n víi turbine cùc nhá. §Ó ®¶m b¶o chÊt l­îng ®iÖn ®­a lªn l­íi ®iÖn (gåm ®iÖn ¸p vµ tÇn sè) còng nh­ ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu dõng m¸y cÊp tèc ng­êi ta ph¶i tiÕn hµnh thao t¸c ®iÒu chØnh turbine mét c¸ch tù ®éng, tøc lµ bé phËn ®iÒu chØnh l­u l­îng qua turbine ph¶i ®­îc thao t¸c b»ng ®éng c¬ secvo cã lùc thao t¸c lín nhê ¸p lùc dÇu tõ c¸c èng dÉn dÇu ¸p lùc. DÇu ¸p lùc nµy ®­îc cung cÊp tõ thiÕt bÞ dÇu ¸p lùc vµ ®­îc ®iÒu khiÓn, khèng chÕ tõ thiÕt bÞ ®iÒu tèc. Ba bé phËn nµy hîp l¹i thµnh hÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng ®é quay cña turbine. HÖ thèng dÇu bé ®iÒu tèc turbine Trong ®ã: HÖ thèng dÇu ¸p lùc: 1.1.Thïng chøa dÇu ¸p lùc 1.2.B¶ng ®iÒu khiÓn 1.3.M¸y b¬m dÇu 11.4. HÖ thèng lµm m¸t dÇu 11.5. HÖ thèng trao ®æi dÇu HÖ thèng ®iÒu tèc ®iÖn thuû lùc: Tñ ®iÒu khiÓn Tñ khëi ®éng bé ®iÒu tèc Van sù cèbé ®iÒu chØnh van ®Þnh h­íng Servomotor ThiÕt bÞ ph¶n håi Bé b¶o vÖ tÇn sè vµ chèng lång tèc HÖ thèng tù ®éng ®iÒu chØnh turbine: Tñ ®iÒu khiÓn tù ®éng B¶ng dông cô ®o vµ ®iÒu khiÓn Vßng h­íng ®o nhiÖt ®é §ång hå ®o l­u l­îng Kho¸ van c¸nh h­íng §o møc dÇu æ trôc §o ®é më trôc c¸nh h­íng §o møc n­íc n¾p turbine §o ¸p suÊt cña n­íc d­íi b¸nh xe c«ng t¸ CH¦¥NG 1: TæNG QUAN VÒ NHµ M¸Y THUû §IÖN Nguån thuû n¨ng vµ vai trß cña nhµ m¸y thuû ®iÖn trong ®êi sèng Chóng ta ®· biÕt r»ng ®Ó ph¸t ra ®iÖn ta cã thÓ sö dông nhiÒu nguån n¨ng l­îng kh¸c nhau nh­ : víi c¸c nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn ng­êi ta sö dông nhiªn liÖu lµ than, víi nhµ m¸y thuû ®iÖn th× ng­êi ta sö dông n¨ng l­îng cña dßng ch¶y. Ngoµi ra ng­êi ta cßn x©y dùng c¸c nhµ m¸y ®iÖn b»ng c¸ch khai th¸c n¨ng l­îng nguyªn tö, n¨ng l­îng mÆt trêi, n¨ng l­îng giã… Trong c¸c lo¹i nhµ m¸y ®iÖn kÓ trªn th× phæ biÕn nhÊt lµ nhµ m¸y thuû ®iÖn vµ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn. Tõ nhiÒu thÕ kû tr­íc nguêi ta ®· biÕt sö dông n¨ng l­îng cña s«ng ngßi vµ cho ®Õn ngµy nay th× viÖc sö dông n¨ng l­îng cña s«ng ngßi ®· ph¸t triÓn trªn mét quy m« lín. Thuû n¨ng lµ mét d¹ng n¨ng l­îng tuÇn hoµn, ®©y lµ tÝnh ­u viÖt nhÊt cña nguån n¨ng l­îng nµy mµ c¸c nguån n¨ng luîng kh¸c nh­ nguyªn tö, than, dÇu … kh«ng thÓ cã ®­îc. Trong qu¸ tr×nh biÕn ®æi n¨ng l­îng th× chØ cã thuû n¨ng sau khi biÕn ®æi thµnh c¬ n¨ng vµ nhiÖt n¨ng l¹i ®­îc t¸i t¹o thµnh d¹ng thuû n¨ng. Cßn c¸c d¹ng n¨ng l­îng kh¸c trong qu¸ tr×nh biÕn ®æi kh«ng tù t¸i t¹o ®­îc trong tù nhiªn. Con ng­êi sö dông nguån thuû n¨ng v« tËn ®Ó phôc vô cho ®êi sèng vµ s¶n xuÊt ®Æc biÖt lµ ®Ó ph¸t ®iÖn. Trong nhµ m¸y thuû ®iÖn n¨ng l­îng dßng ch¶y ®­îc tËp chung vµo mét chç ( b»ng c¸ch ®¾p ®Ëp, ®µo kªnh dÉn…). N¨ng l­îng nµy ®­îc sö dông ®Ó quay tuabin n­íc vµ tuabin nµy kÐo theo m¸y ph¸t ®iÖn tõ ®Êy biÕn c¬ n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng So víi c¸c nhµ m¸y ®iÖn kh¸c th× nhµ m¸y thuû ®iÖn cã c¸c ­u ®iÓm : HiÖu suÊt cña nhµ m¸y thuû ®iÖn cã thÓ ®¹t ®­îc rÊt lín so víi nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn - ThiÕt bÞ ®¬n gi¶n dÔ tù ®éng hãa vµ cã kh¶ n¨ng ®iÖu khiÓn rõ xa - Ýt sù cè vµ cÇn Ýt ng­êi vËn hµnh - Cã kh¶ n¨ng lµm viÖc ë phÇn t¶i thay ®æi - Thêi gian më m¸y vµ dõng m¸y ng¾n - Kh«ng lµm « nhiªm m«i tr­êng - MÆt kh¸c nÕu khai th¸c thuû n¨ng tæng hîp kÕt hîp víi t­íi tiªu,giao th«ng vµ ph¸t ®iÖn th× gi¸ thµnh diÖn sÏ gi¶m xuèng gi¶i quyÕt ®­îc triÖt ®Ó h¬n vÇn ®Ò cña thuû lîi vµ m«i tr­êng sinh th¸i cña mét vïng réng lín quanh ®ã. X©y dùng nhµ m¸y thuû ®iÖn th­êng kh«ng chØ nh»m môc ®Ých duy nhÊt ®Ó ph¸t ®iÖn mµ cßn nh»m lîi dông tæng hîp viÖc trÞ thuû vµ khai th¸c s«ng ngßi.§ã cóng lµ mét nguyªn t¾c c¬ b¶n cña vÊn ®Ò khai th¸c c¸c dßng ch¶y ®¶m b¶o ®­îc hiÖu qu¶ kinh tÕ tæng hîp cao nhÊt cho nhiÒu ngµnh kinh tÕ.Th¹t vËy x©y dùng nhµ m¸y thuû ®iÖn th­êng nh»m môc ®Ých gi¶i quyÕt c¸c nhiÖm vô sau: - T­íi ruéng : x©y dùng c¸c nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp t¹o nªn nh÷ng hå chøa n­íc lín . tr÷ mét khèi l­îng n­íc lín trong mïa lò lµm møc n­íc d©ng lªn cao t¹o ®iÒu kiÖn cho viÖc t­íi c¸c vïng ®ång b»ng hay ®åi nói réng lín. - Chèng lò: x©y dùng c¸c nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp t¹o thµnh nh÷ng hå chøa lín cã kh¶ n¨ng tr÷ ®¹i bé phËn l­îng n­íc trong mïa lò ®Ó ph¸t ®iÖn vµ t­íi ruéng nh­ vËy h¹n chÕ ®­îc møc n­íc lò phÝa h¹ l­u tr¸nh ®­îc c¸c tai ho¹ do lò lôt g©y ra. - Giao th«ng: ë nh÷ng khóc s«ng miÒn nói th­êng cã l¾m th¸c ghÒnh thuyÒn bÌ ®i l¹i khã kh¨n.Nhµ x©y dùng c¸c nhµ m¸y thuû ®iÖn víi nh÷ng hå chøa n­íc lín lµm cho dßng s«ng ch¶y Ýt xiÕt h¬n kh«ng cßn th¸c ghÒnh kh«ng cßn nh÷ng chç båi ®¾p,lßng s«ng c¹n.Do ®ã t¹o ®iÒu kiÖn cho thuyÒn bÌ ®i l¹i dÔ dµng - Nu«i c¸:Nh÷ng hå chøa n­íc lín lµ nh÷ng hå nu«i c¸ rÊt tèt ®©y còng lµ mét nguån lîi lín cÇn ®­îc suy nghÜ ®Õn khi x©y dùng nhµ m¸y thuû ®iÖn. - C¶i thiÖn ®iÒu kiÖn sinh ho¹t vÖ sinh phßng bÖnh: Nhê hå chøa n­íc t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó cung cÊp n­íc cho thµnh phã c¸c xÝ nghiÖp ®­îc ®¶m b¶o. 1.2. Ph©n lo¹i nhµ m¸y thuû ®iÖn: Trong thùc tÕ cã ba lo¹i nhµ m¸y thuû ®iÖn lµ: Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu lßng s«ng, nhµ m¸y thuû ®iÖn ®­êng dÉn vµ nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu tæng hîp. 1.2.1. Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu lßng s«ng: §Ó tËp trung n¨ng l­îng ng­êi ta dïng cét ¸p H lµ ®é chªnh mùc n­íc tr­íc vµ sau ®Ëp(t­¬ng øng th­îng l­u vµ hµ l­u) ®Ëp cã hå n­íc lín ®Ó ®iÒu tiÕt l­u l­îng dßng s«ng.Nhµ m¸y th­êng ®Æt sau ®Ëp víi cét n­íc lín hoÆc lµ mét bé phËn cña ®Ëp ®èi víi cét n­íc nhá,C¸c tr¹m thuû ®iÖn víi ph­¬ng ph¸p tÆp trung n¨ng l­îng b»ng ®Ëp gäi lµ nhµ m¸y kiÓu lßng s«ng hay sau ®Ëp. 1.2.2 Nhµ m¸y thuû ®iÖn ®­êng d©n: N­íc ®­îc ng¨n bëi mét ®Ëp thÊp råi ch¶y theo ®­êng dÉn (kªnh, m¸ng tru nen, èng dÉn) ®Õn nhµ m¸y thuû ®iÖn ë ®©y cét ¸p c¬ b¶n lµ do ®­êng d©n t¹o nªn cßn ®Ëp chØ ®Ó ng¨n n­íc.§­êng dÉn cã ®é dèc nhá h¬n ®é dèc lßng s«ng.Tr¹m kiÓu nµy th­êng dïng ë c¸c s«ng suèi cã ®é dèc lßng s«ng lín vµ l­u l­¬ng nhá. 1.2.3. Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu tæng hîp : N¨ng l­îng n­íc ®­îc tËp chung l¹i nhê ®Ëp vµ c¶ ®­êng dÉn. Cét ¸p cña tr¹m gåm 2 phÇn mét phÇn do ®Ëp t¹o nªn, phÇn cßn l¹i do ®­êng dÉn to¹ nªn. Nhµ m¸y kiÓu nµy ®­îc dïng cho c¸c ®o¹n s«ng mµ ë phÝa trªn s«ng cã ®é dèc nhá th× x©y ®Ëp ng¨n n­íc vµ hå chøa cßn phÝa d­íi cã ®é dèc lín th× x©y dùng ®­êng dÉn. 1.3. Nhµ m¸y thuû ®iÖn PLEIKR¤NG C«ng tr×nh thñy ®iÖn PLEIKR¤ NG dù kiÕn x©y dùng trªn s«ng Kr«ngP«k« mét nh¸nh chÝnh cña s«ng Sªsan. VÞ trÝ x©y dùng c«ng tr×nh thuéc ®Þa phËn x· Sa B×nh, huyÖn Sa ThÇy vµ x· Kroong,thÞ x· Kon Tum ,tØnh Kon Tum. NhiÖm vô chÝnh cña c«ng tr×nh lµ ph¸t ®iÖn, cung cÊp ®iÖn cho c¸c tØnh miÒn Trung vµ miÒn Nam th«ng qua hÖ thèng ®­êng d©y 550KV. C«ng tr×nh cã c«ng suÊt l¾p m¸y Nlm = 110MW vµ s¶n l­îng ®iÖn hµng n¨m kho¶ng 478,5triÖu KWh. Do dung tÝch hå chøa lín, hå chøa Pleikr«ng ®­îc x©y dùng sÏ n©ng cao ®é an toµn, gia t¨ng c«ng suÊt ®¶m b¶o s¶n l­îng ®iÖn cho c¸c bËc thang bªn d­íi. Riªng thuû ®iÖn Yali(®· ®­îc x©y dùng ) víi sù ®iÒu tiÕt cña hå chøa Pleikr«ng c«ng suÊt ®¶m b¶o t¨ng lªn kho¶ng 91,7MW (t¨ng kho¶ng 40%) vµ s¶n l­îng ®iÖn hµng n¨m lµ 151,5triÖu KWh. Ngoµi nhiÖm vô chÝnh lµ ph¸t ®iÖn, thuû ®iÖn Pleikr«ng ®­îc x©y dùmg sÏ gãp phÇn thóc ®Èy ph¸t triÓn kinh tÕ, n©ng cao ®êi sèng nh©n d©n tØnh Kon Tum. 1.3.1. Th«ng sè hå chøa: + Mùc n­íc d©ng b×nh th­êng: 575 (m) + Mùc n­íc chÕt : 550(m) + Dung tÝch toµn bé : 1343,9.106 (m3) + Dung tÝch h÷u Ých : 1021,9.106 (m3) + Dung tÝch chÕt : 322.106 (m3) 1.3.2. Quy m« vµ kÕt cÊu c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh chÝnh §Ëp d©ng bª t«ng träng lùc §Ëp phô b»ng ®Êt ®ång chÊt, nÒn th­îng l­u ®¾p ®¸ gia t¶i vµ chèng xãi lë do sãng §Ëp trµn lßng s«ng (liÒn ®Ëp d©ng bª t«ng) kh«ng ch©n kh«ng kiÓu ¤phixªrèp tuyÕn n¨ng l­îng bè trÝ gÇn khu vùc lßng s«ng(gi÷a ®Ëp trµn vµ ®Ëp d©ng bª t«ng ) nhµ m¸y thuû ®iÖn sau ®Ëp ThiÕt bÞ c«ng nghÖ §Ëp trµn: cöa van cung, ®ãng më b»ng xylanh thuû lùc nhµ m¸y: tuabin h­íng trôc, trôc ®øng, nèi ®ång trôc víi m¸y ph¸t ph­¬ng ¸n ®Êu nèi nhµ m¸y vµo hÖ thèng quèc gia: ®Êu nèi nhµ m¸y thuû ®iÖn Pleikr«ng vµo hÖ thèng quèc gia b»ng ®­êng d©y 220KV, m¹ch ®¬n vµo tr¹m biÕn ¸p 500/220/110KV Pleiku. S¬ ®å nèi ®iÖn chÝnh : Thanh c¸i 220KV sö dông s¬ ®å nèi tam gi¸c BiÖn ph¸p dÉn dßng thi c«ng vµ tæng tiÕn ®é thi c«ng biÖn ph¸p dÉn dßng thi c«ng b»ng 3 lç x¶ kÝch th­íc 5x9m trong th©n ®Ëp trµn vµ mét kªnh x¶ kiÖt. Tæng tݪn ®é thi c«ng c«ng tr×nh lµ 3 n¨m kh«ng kÓ n¨m chuÈn bÞ. CH¦¥NG 2 : TUABIN Tuabin n­íc vµ sù ph¸t triÓn cña nã HiÖn nay ngµnh n¨ng l­îng häc ®ang ph¸t triÓn m¹nh. Ng­êi ta tÝch cùc t×m kiÕm nh÷ng nguån n¨ng l­îng kh¸c nhau ®Ó sö dông cho c¸c ngµnh kinh tÕ. Trong ®ã n¨ng l­îng truyÒn thèng nh­ : than, dÇu, khÝ ®èt, h¹t nh©n, thuû n¨ng ®­îc coi lµ c¸c d¹ng n¨ng l­îng c¬ b¶n cßn n¨ng l­îng mÆt trêi, n¨ng l­îng giã, n¨ng l­îng thuû triÒu vµ n¨ng l­îng thuû ®iÖn cùc nhá… lµ nh­ìng d¹ng n¨ng l­îng míi. ë n­íc ta cã 2 nguån n¨ng l­îng chÝnh ®· ®­îc khai th¸c lµ than vµ n¨ng l­îng c¸c dßng s«ng vµ suèi lín. Tuabin n­íc cßn gäi lµ tuabin thuû lùc lµ mét thiÕt bÞ ®éng lùc dïng biÕn ®æi n¨ng l­îng cña dßng ch¶y(thuû n¨ng) thµnh c¬ n¨ng ®Ó kÐo m¸y ph¸t ®iÖn hoÆc m¸y c«ng cô. Tuabin n­íc lµ lo¹i m¸y thuû lùc ®Çu tiªn loµi ng­êi dïng ®Ó sö dông nguån n¨ng l­îng thiªn nhiªn phôc vô ®êi sèng vµ s¶n xuÊt, tr­íc tiªn lµ ®Ó lÊy n­íc vµ gia c«ng l­¬ng thùc. Tuabin n­íc ®Çu tiªn lµ nh÷ng b¸nh xe ®¬n gi¶n sö dông ®éng n¨ng cña dßng ch¶y n¨m 1834 Fuar©y (Ph¸p) ®· chÕ t¹o thµnh c«ng b¸nh tuabin ®Çu tiªn n¨m 1837 Xaph«n (Nga) còng chÕ t¹o mét lo¹i tuabin n­íc kiÓu ly t©m n¨m 1838 Hopd (Mü) ®· c¶i t¹o tuabin ly t©m trªn thµnh tuabin h­íng t©m n¨m 1847-1849 Dran Franxic (Mü) ®· c¶i tiÕn tuabin Hopd thµnh tua bin t©m trôc cã hiÖu suÊt cao h¬n n¨m 1837-1841 Ghensen (§øc) vµ J«nvan (Ph¸p) ®· chÕ t¹o tuabin h­íng trôc c¸nh cè ®Þnh n¨m 1912-1924 Kaplan (TiÖp) ®· c¶i tiÕn tuanbin h­íng trôc c¸nh cè ®Þnh thµnh tuabin h­íng trôc c¸nh ®iÒu chØnh n¨m 1880 Penton (Mü) ®· c¶i tiÕn b¸nh xe n­íc vµ ph¸t minh ra tuabin g¸o Ngµy nay c¸c lo¹i tuabin n­íc kÓ trªn ®· ®­îc c¶i tiÕn vµ hoµn thiÖn ë møc ®é cao. NhiÒu kiÓu tuabin míi ®­îc ra ®êi nh­ tuabin h­íng chÐo tuabin dßng ch¶y (capsun), tuabin- b¬m (m¸y thuû lùc thuËn nghÞch dïng trong c¸c tr¹m thuû ®iÖn tÝch n¨ng). Ph©n lo¹i tuabin 2.2.1. Tuabin ph¶n lùc tuú thuéc vµo h­íng ch¶y cña dßng n­íc qua b¸nh c«ng t¸c mµ chia tuabin ph¶n lùc thµnh c¸c lo¹i : tuabin h­íng trôc, tuabin t©m trôc, tuabin h­íng chÐo trôc 2.2.1.1. Tuabin h­íng trôc tuabin h­íng trôc lµ tuabin trong ®ã h­íng chuyÓn ®éng cña dßng ch¶y trong ph¹m vi b¸nh c«ng t¸c song song víib truc quay tuabin. Tuabin h­íng trôc cã thÓ lµ lo¹i c¸nh cè ®Þnh (tuabin chong chãng) hoÆc lo¹i c¸nh ®iÒu chØnh lo¹i tuabin nµy cã thÓ lµm viÖc víi cét n­íc H= 1,5- 40 (m) Tuabin t©m trôc Trong tuabin t©m trôc h­íng cña dßng chÈy ë vïng b¸nh c«ng t¸c ban ®Çu theo ph­¬ng h­íng t©m sau ®ã chuyÓn sang ph­¬ng song song víi trôc. Tuabin nµy cßn gäi lµ tuabin Franxic, nã ®­îc sö dông réng r·i trong c¸c tr¹m cã cét n­íc cao H= 30-600 (m) Tuabin h­íng chÐo KÕt hîp ­u ®iÓm cña c¶ 2 lo¹i tuabin h­íng trôc c¸nh xoay vµ tuabin t©m trôc Dßng ch¶y trong vïng b¸nh c«ng t¸c cña tuabin h­íng chÐo cã h­íng lµm víi trôc quay 1 gãc nµo ®ã. BÇu c¸nh lµ h×nh nãn, bÇu c¸nh chøa toµn bé c¬ cÊu ®iÒu chØnh c¸nh nh­ c¬ cÊu ®iÒu chØnh c¸nh quay cña tuabin h­íng trôc c¸nh xoay Lo¹i tuabin nµy lµm viÖc trong ph¹m vi cét n­íc H = 30- 150 (m) 2.2.2. Tuabin xung lùc Tuabin xung lùc gåm : tuabin g¸o, tuabin tia nghiªng, tuabin t¸c dông kÐp 2.2.2.1. Tuabin g¸o Lµ lo¹i tuabin xung lùc ®­îc sö dông nhiÒu nhÊt, phÇn dÉn dßng cña nã gåm b¸nh c«ng t¸c vµ vßi phun. B¸nh c«ng t¸c gåm nhiÒu c¸nh h×nh g¸o ®­îc g¾n chÆt lªn ®Üa bµnh c«ng t¸c H×nh 2.1. S¬ ®å tuabin Pent«n Tuabin g¸o lµm vÞªc víi cét ¸p H = 40- 300(m) 2.2.2.2. Tuabin tia nghiªng Tuabin tia nghiªng cã dßng ch¶y tõ vßi phun h­íng vµo b¸nh c«ng t¸c d­íi mét gãc nghiªng. Tuabin nµy ®­îc l¾p cho nh÷ng tr¹m thuû ®iÖn nhá 2..2.2.3. Tuabin t¸c dông kÐp (tuabin xung kÝch 2 lÇn ) dßng ch¶y tõ vßi phun t¸c dông lªn b¸nh c«ng t¸c 2 lÇn: dßng ch¶y ®i tõ ngoµi vµo t©m sau ®ã l¹i h­íng tõ t©m ra ngoµi nªn gäi lµ tuabin t¸c dông kÐp Tuabin t¸c dông kÐp cßn gäi lµ tuabin banki nã ®­îc dïng cho tr¹m thuû ®iÖn cì nhá N= 5-1000KW H×nh 2.1. tuabin t¸c dông kÐp 2.3. Tuabin tr¹m PLEIKRONG kiÓu lo¹i tuabin cña tr¹m Trªn c¬ së so s¸nh kinh tÕ- n¨ng l­îng c¸c ph­¬ng ¸n MNC cã tÝnh tíi hiÖu Ých n¨ng l­îng cña c¸c bËc thang s«ng Sª san, ®· kÕt luËn ph­¬ng ¸n MNC 537,0 víi tuèc bin Kaplan hiÖu qu¶ h¬n vµ ®­îc coi lµ ph­¬ng ¸n chän. V× vËy trong thiÕt kÕ ®· xem xÐt lùa chän ph­¬ng ¸n tuèc bin c¸nh quay víi c¸c th«ng sè ®Þnh h­íng dùa trªn m« h×nh tuèc bin Õ 60/642. Tuabin cña tr¹m cã c¸c th«ng sè sau: sè tæ m¸y : 2 tæ c«ng suÊt ®Þnh møc cña tæ m¸y N®m = 50MW c«ng suÊt trªn trôc tuabin Nt = 51,282MW ®­êng kÝnh b¸nh xe c«ng t¸c D = 5 (m) sè vßng quay ®Þnh møc n®m = 136,4V/phót sè vßng quay lång nl = 300V/phót cét n­íc tinh + cao nhÊt Hmax = 57,5 (m) + thÊp nhÊt Hmin = 22,3 (m) + trung b×nh Htb = 42,9 (m) + tÝnh to¸n Htt = 31 (m) - hiÖu suÊt tuabin cao nhÊt hmax = 93,8% - hiÖu suÊt tuabin øng víi Htt vµ Nt htt = 91,76% l­u l­îng qua tuabin øng víi Htt vµ Nt Qtt = 183,77(m3/s) chiÒu cao hót yªu cÇu Hs = -5(m) Cao tr×nh ®Æt Tuabin Cao tr×nh ®Æt tua bin quy ­íc lµ cao ®é ®­êng ®i qua ®iÓm gi÷a cña c¸nh tuèc bin, ®­îc chän ®Ó ®¶m b¶o kh¶ n¨ng vËn hµnh tuèc bin kh«ng cã x©m thùc theo lý thuyÕt. Cao ®é ®Æt tua bin phu thuéc vµo cao ®é møc n­íc min t¹i h¹ l­u nhµ m¸y vµ chiÒu cao hót cho phÐp. Mùc n­íc nµy ®­îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së ®­êng quan hÖ Zhl=f(Q) øng víi l­u l­îng 1 tæ m¸y vËn hµnh 40% c«ng suÊt ®Þnh møc lµ 511,50m. ChiÒu cao hót Hs yªu cÇu sÏ ®­îc chÝnh x¸c l¹i sau khi tho¶ thuËn víi nhµ m¸y chÕ t¹o tuèc bin., gÝa trÞ nµy ®· ®­îc x¸c ®Þnh víi dù phßng thiªn lín theo tiªu chuÈn tÝnh to¸n cña Liªng bang Nga. Sau khi tÝnh to¸n ta chän cao tr×nh ®Æt tuabin lµ 506,5 (m) øng víi Hs = -5(m) lµ phï hîp 2.3.3. C¸c bé phËn chÝnh cña phÇn dÉn dßng tuabin PhÇn dÉn dßng cña tuabin ®­îc hiÓu lµ buång xo¾n, buång b¸nh xe c«ng t¸c vµ èng x¶ Buång xo¾n kim lo¹i víi gãc «m j0 = 3450, tiÕt diÖn c¸c mÆt c¾t ®­îc tÝnh to¸n theo quy luËt Vu.R=const cña dßng ch¶y. TiÕt diÖn t¹i mÆt c¾t cöa vµo lµ ®­êng trßn cã ®­êng kÝnh f = 6,5m. Trªn buång xo¾n ®­îc bè trÝ mét cöa kiÓm tra ®­êng kÝnh f = 0,8m. V× ®­êng èng ¸p lùc ®­îc lùa chän cã tiÕt diÖn h×nh trßn b»ng kim lo¹i cã D0= 6,5m, v× vËy viÖc liªn kÕt víi buång xo¾n kim lo¹i thuËn lîi vµ ®¬n gi¶n h¬n so víi dïng buång xo¾n bª t«ng cã mÆt c¾t h×nh ch÷ nhËt. Sö dông buång xo¾n kim lo¹i chÞu toµn bé ¸p lùc n­íc sÏ lµm ®¬n gi¶n ho¸ c«ng t¸c ®æ bª t«ng v× kh«ng cÇn dïng cèp pha phøc t¹p, cho phÐp ®Èy nhanh qu¸ tr×nh ®æ bª t«ng ®­îc thi c«ng t¹i hiÖn tr­êng. èng x¶ tuabin ®­îc chän lµ lo¹i èng x¶ tiªu chuÈn víi chiÒu cao b»ng 2,3xD1=2,3x5,0m. mÆt c¾t ®o¹n ra më réng bxh=13,0x5,98m, cã mét trô pin chia ®æi cöa ra. Víi chiÒu cao vµ chiÒu dµi èng x¶ t­¬ng ®èi lín gióp c¶i thiÖn qu¸ tr×nh kh«i phôc phÇn lín ®éng n¨ng cña dßng chÈy ra ngoµi tuabin vµ t¨ng hiÖu suÊt cña tuabin 2.3.4. Mét sè yªu cÇu chÝnh cña kÕt cÊ tuabin B¸nh xe c«ng t¸c cã kÕt cÊu hµn liÒn khèi, c¸nh b¸nh xe c«ng t¸c, vµnh d­íi, may ¬, vµnh ch¾n n­íc ®­îc ®óc tõ thÐp kh«ng gØ. Stato tuabin cã kÕ cÊu thÐp hµn, ®­îc cÊu t¹o tõ c¸c vµnh trªn vµ d­íi ®­îc g¾n kÕt víi nhau b»ng c¸c cét thÐp cã biªn d¹ng Profin thuËn lîi cho dßng chÈy, bao gåm c¶ phÇn “r¨ng” cña buång xo¾n kim lo¹i. Stato ®­îc tÝnh to¸n nh­ lµ mét thµnh phÇn chÞu lùc cña kÕt cÊu x©y dùng. C¬ cÊu c¸nh h­íng n­íc: gåm 20 c¸nh víi chiÒu cao 0,37xD1 ph©n bè ®Òu theo vßng trßn ®­êng kÝnh 1,2xD1 , æ b¹c ngâng trôc cña c¸c c¸nh ®­îc chÕ t¹o tõ vËt liÖu tæng hîp kh«ng cÇn b«i tr¬n b»ng dÇu mì. C¬ cÊu c¸nh h­íng ®­îc ®iªï khiÓn ®ãng më b»ng 2 secvomotor lµm viÖc b»ng dÇu ¸p lùc cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn. Trôc tua bin ®Ó truyÒn t¶i m«men quay cã kÕt cÊu h×nh èng, 2 ®Çu cã mÆt bÝch ®Ó b¾t nèi víi b¸nh xe c«ng t¸c vµ trôc m¸y ph¸t æ h­íng tuabin cã nhiÖm vô ®Þnh t©m trôc quay cña tuabin, æ h­íng cÊu t¹o tõ c¸c xÐc m¨ng phñ babit hoÆc vËt liÖu tæng hîp, tù b«i tr¬n b»ng dÇu tuabin. æ chÌn trôc tuabin: æ nµy n»m phÝa d­íi æ h­íng tuabin, ng¨n kh«ng cho n­íc tõ phÇn dÉn dßng cña tuabin rß vµo kh«ng gian giÕng tuabin khi tæ m¸y ®ang lµm viÖc còng nh­ khi dõng. C¬ cÊu chÌn trôc gåm 2 phÇn : phÇn c«ng t¸c vµ phÇn söa ch÷a. CH¦¥NG 3: Bé §IÒU TèC CñA TUABIN 3.1. NhiÖm vô NhiÖm vô c¬ b¶n cña bé ®iÒu tèc lµ lµm thay ®æi l­u l­îng qua turbine ®Ó thay ®æi m«men cña turbine, sao cho b»ng m«men c¶n ®Ó gi÷ cho sè vßng quay kh«ng ®æi. Bé ®iÒu tèc tù ®éng thay ®æi m«men quay turbine b»ng c¸ch ®iÒu tiÕt chÊt mang n¨ng l­îng (n­íc, h¬i n­íc, khÝ ®èt … ) vµo turbine. §Ó ®iÒu tiÕt n¨ng l­îng vµo turbine ng­êi ta dïng c¸c van ®iÒu tiÕt, ë turbine n­íc dïng c¸nh h­íng dßng hoÆc c¸nh h­íng dßng kÕt hîp víi thay ®æi ®é nghiªng cña c¸nh turbine. Trong c¸c hÖ thèng ®iÖn hiÖn ®¹i, c¸c bé ®iÒu tèc s¬ cÊp cña turbine lµ mét trong nh÷ng phÇn tö chñ yÕu cña hÖ thèng ®iÒu chØnh tÇn sè vµ c«ng suÊt t¸c dông ngoµi nhiÖm vô ®iÒu chØnh tÇn sè nã cßn tham gia vµo qu¸ tr×nh ph©n bè c«ng suÊt t¸c dông gi÷a c¸c tæ m¸y trong nhµ m¸y. Nguyªn lý lµm viÖc Ph­¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña r«to tæ m¸y cã d¹ng (2.1) Trong ®ã MT - m«men cña turbine . MC - m«men c¶n, phô thuécvµo phô t¶i. J - m«men qu¸n tÝnh cña r«to tæ m¸y. w - vËn tèc gãc. M«men cña turbine cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : ; hoÆc (2.2) Tõ biÓu thøc (2.1) ta thÊy trong ®iÒu kiÖn tr¹m lµm viÖc cét ¸p trong ngµy hÇu nh­ kh«ng thay ®æi, hiÖu suÊt gÇn nh­ kh«ng thay ®æi. M«men turbine phô thuéc vµo l­u l­îng. Tõ ph­¬ng tr×nh (2.1) ta nhËn xÐt thÊy tr¹ng th¸i lµm viÖc cña hÖ thèng cã thÓ m« t¶ qua ba ph­¬ng tr×nh : (2.3) T­¬ng øng víi ba ph­¬ng tr×nh ta cã ba nguyªn lý ®iÒu chØnh turbine. Theo ph­¬ng tr×nh ®Çu ng­êi ta chÕ t¹o c¸c bé ®iÒu tèc cã nhiÖm vô ®iÒu chØnh gia tèc sao cho =0. Bé diÒu tèc nµy gäi lµ bé ®iÒu tèc gia tèc. Theo nguyªn lý cña ph­¬ng tr×nh thø hai ng­êi ta chÕ t¹o ra bé ®iÒu tèc cã kh¶ n¨ng theo dâi sù thay ®æi cña phô t¶i, ®Ó ®iÒu chØnh m«men ®éng lùc cña turbine MT th«ng qua viÖc ®iÒu chØnh l­u l­îng qua turbine, sao cho MT c©n b»ng víi MC. Theo ph­¬ng tr×nh thø ba ng­íi ta chÕ t¹o ra bé ®iÒu tèc theo dâi sù thay ®æi cña vËn tèc gãc w vµ nghiªn cøu t¸c ®éng sao cho . Bé ®iÒu tèc gåm c¸c c¬ cÊu phøc t¹p ®Ó thao t¸c ®iÒu chØnh tù ®éng tèc ®é quay cña turbine còng nh­ c¸c thao t¸c ®iÒu khiÓn, khèng chÕ chÕ ®é lµm viÖc cña turbine. C¸c bé phËn chÝnh cña bé ®iÒu tèc w 2 5 4 Turbine 3 1 w® 1 - PhÇn tö ®o l­êng ; 2 - PhÇn tö khuÕch ®¹i 3 - C¬ cÊu chÊp hµnh thuû lùc ; 4 - C¬ cÊu ph¶n håi 5 - PhÇn tö ®Æt vµ hiÖu chØnh tèc ®é quay H×nh 2.2 S¬ ®å khèi bé ®iÒu tèc turbine PhÇn tö ®o l­êng ghi nhËn møc ®é thay ®æi tèc ®é quay cña tæ m¸y (so víi tèc ®é quay cña ®ång hå), th­êng lµ con l¾c c¬ hoÆc con l¾c ®iÖn vµ truyÒn tÝn hiÖu ®ã cho bé phËn tiÕp theo. Bé phËn khuÕch ®¹i: lµm nhiÖm vô nhËn tÝn hiÖu tõ bé phËn c¶m biÕn vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ®iÒu chØnh vµ truyÒn c¸c tÝn hiÖu ®· ®­îc khuÕch ®¹i tíi bé phËn ®iÒu chØnh. Bé phËn ph©n phèi dÇu ¸p lùc: c¨n cø vµo tÝn hiÖu tõ bé phËn c¶m biÕn ®Ó ®iÒu phèi dÇu ¸p lùc tíi ®éng c¬ secvo thao t¸c ®ãng më bé phËn h­íng dßng cña turbine. §ã lµ van tr­ît ph©n phèi (cßn gäi lµ van ®iÒu phèi hay zalotnhit) C¬ cÊu chÊp hµnh: thùc hiÖn mÖnh lÖnh ®ãng më c¸c c¸nh h­íng turbine. §ã lµ ®éng c¬ secvo (cßn gäi lµ ®éng c¬ tiÕp lùc) gåm xilanh vµ pittong di chuyÓn bªn trong xilanh theo h­íng ®ãng hoÆc më c¸c c¸nh h­íng turbine tuú thuéc vµo h­íng t¸c dông cña dÇu ¸p lùc, do van tr­ît ph©n phèi ®iÒu phèi. C¬ cÊu ph¶n håi: gåm ph¶n håi cøng vµ ph¶n håi mÒm nh»m ®­a tÝn hiÖu vÞ trÝ pittong ®éng c¬ secvo ph¶n håi trë l¹i ®Ó c¸c bé phËn con l¾c vµ van ®iÒu phèi trë l¹i vÞ trÝ cò øng víi tr¹ng th¸i c©n b»ng míi cña turbine. C¬ cÊu æn ®Þnh: lµm nhiÖm vô æn ®Þnh hÖ thèng ®iÒu chØnh, ®¶m b¶o chÊt l­îng cña bé ®iÒu tèc. PhÇn tö ®Æt vµ hiÖu chØnh tèc ®é quay cã nhiÖm vô ®Æt vµ hiÖu chØnh vµ hiÖu chØnh tèc ®é quay Ngoµi ra, trong Bé ®iÒu tèc cßn cã mét sè bé phËn ®iÒu khiÓn nh­ c¬ cÊu biÕn tèc, c¬ cÊu giíi h¹n ®é më...dïng ®Ó thay ®æi phô t¶i tæ m¸y ®¶m nhËn, hay khèng chÕ ®é më tèi ®a cña c¸nh h­íng dßng ... Ph©n lo¹i bé ®iÒu tèc Ng­êi ta ph©n lo¹i c¸c Bé ®iÒu tèc theo nhiÒu c¸ch : Theo nguyªn lý t¸c ®éng cã thÓ chia ra +Bé ®iÒu tèc t¸c ®éng trùc tiÕp: tÝn hiÖu sai lÖch qua khuÕch ®¹i truyÒn trùc tiÕp ®Õn bé ®iÒu chØnh, kh«ng qua mét c¬ cÊu trung gian nµo. H×nh 2.3 S¬ ®å nguyªn lý Bé ®iÒu tèc t¸c dông trùc tiÕp. DÇu håi H H' Z §ãng - Më DÇu tõ nguån D Çu håi S' S Bé ®iÒu tèc gi¸n tiÕp: qu¸ tr×nh truyÒn tÝn hiÖu ®Õn bé phËn ®iÒu chØnh cßn qua mét sè phÇn tö trung gian lµm t¨ng ®é chÝnh x¸c vµ æn ®iÞnh hÖ thèng. H×nh 2.4 S¬ ®å nguyªn lý Bé ®iÒu tèc t¸c dông gi¸n tiÕp Theo ®Æc ®iÓm s¬ ®å ®iÒu chØnh Bé ®iÒu tèc cã ph¶n håi Bé ®iÒu tèc kh«ng cã ph¶n håi (ph¶n håi hay cßn gäi lµ mèi liªn hÖ ng­îc) Theo tÝnh chÊt ph¶n håi Bé ®iÒu tèc cã ph¶n håi cøng Bé ®iÒu tèc cã ph¶n håi mÒm H×nh 2.5 S¬ ®å nguyªn lý Bé ®iÒu tèc cã ph¶n håi cøng. Bé ®iÒu tèc ph©n lo¹i theo ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh Bé ®iÒu tèc c¬ khÝ Bé ®iÒu tèc c¬ thuû lùc Cã hai lo¹i: P dïng cho ®iÒu chØnh ®¬n vµ PK, PKM dïng cho ®iÒu khiÓn kÐp.N¨ng lùc lµm viÖc cña Bé ®iÒu tèc ®­îc x¸c ®Þnh theo ®­êng kÝnh dÉn dÇu cña van tr­ît ph©n phèi, cã c¸c cì 60, 100, 150, 200mm. + Bé ®iÒu tèc ®iÖn thuû lùc H×nh 2.6 Bé ®iÒu tèc turbine ®iÖn thuû lùc Trong bé ®iÒu tèc turbine ®iÖn thuû lùc th× c¬ cÊu chi tiÕt bªn trong ®­îc m« h×nh ho¸ trong h×nh 2.7 sau: H×nh 2.7 S¬ ®å nguyªn lý cô thÓ bé ®iÒu tèc ®iÖn thñy lùc Víi: èng cung cÊp dÇu ¸p lùc Van tõ cho khëi ®éng vµ ng¾t Bé chuyÓn ®æi Bé ®iÒu chØnh turbine §iÒu khiÓn pit«ng Van Pilot Van ph©n phèi chÝnh Thanh kÐo Van ng¾t Cung cÊp dÇu ¸p lùc §o tèc ®é turbine èng dÉn ThiÕt bÞ ®ãng ng¾t Bé biÕn ®æi tÇn sè cho ph¶n håi Bé giíi h¹n ®é më ®éng c¬ Secvor Kho¸ giíi h¹n cña vÞ trÝ ®é më §ång hå ®o vÞ trÝ ®é më Bé chuyÓn ®æi vÞ trÝ cho ®ång hå ®o vÞ trÝ ®é më §éng c¬ cho giíi h¹n ®é më Kho¸ giíi h¹n cho bé chuyÓn ®æi vÞ trÝ ®é më ThiÕt bÞ ®o vÞ trÝ giíi h¹n C¸n giíi h¹n ®é më Bé ph¶n håi c¬ khÝ Qu¶ c©n §éng c¬ Secvor Turbin Cã hai lo¹i: ЭГР dïng cho ®iÒu chØnh ®¬n vµ ЭГРК dïng cho ®iÒu chØnh kÐp. ë Bé ®iÒu tèc ®iÖn thuû lùc, mét sè bé phËn c¬ ®­îc thay b»ng phÇn ®iÖn tö nh­: con l¾c ®iÖn, bé phËn khuÕch ®¹i tæng hîp, bé phËn ph¶n håi mÒm,... ngoµi ra cßn cã c¸c r¬le cÇn thiÕt cho viÖc ®iÒu khiÓn tù ®éng. Bé ®iÒu tèc turbine t©m trôc hay turbine chong chãng ë turbine t©m trôc hay turbine chong chãng, bé ®iÒu tèc chØ nh»m thay ®æi ®é më bé phËn h­íng dßng turbine, gäi lµ bé ®iÒu tèc ®iÒu chØnh ®¬n (cã mét bé phËn ®iÒu chØnh)tur Bé ®iÒu tèc turbine c¸ch quay Turbine c¸nh ®iÒu chØnh trong qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh cïng ph¶i thay ®æi cïng mét lóc ®é më c¸nh h­íng vµ gãc ®Æt c¸nh b¸nh c«ng t¸c. §ã lµ ®iÒu chØnh kÐp. Nhê ®iÒu chØnh kÐp mµ dßng ch¶y qua turbine ªm, kh«ng va ®Ëp nªn hiÖu suÊt turbine cao trong mét ph¹m vi thay ®æi phô t¶i lín. Bé ®iÒu tèc gåm hai bé phËn: bé phËn ®iÒu chØnh c¸nh h­íng vµ bé phËn ®iÒu chØnh gãc ®Æt b¸nh c«ng t¸c. Gãc ®Æt b¸nh xe c«ng t¸c ®­îc thay ®æi tuú thuéc vµo cét n­íc vµ ®é më c¸nh h­íng dßng, v× vËy gi÷a hai bé phËn nµy cã quan hÖ víi nhau theo mét mèi liªn kÕt nhÊt ®Þnh. Mèi quan hÖ nµy thiÕt lËp trªn c¬ së thùc nghiÖm trong c¸c chÕ ®é tèi ­u. Trong bé ®iÒu chØnh turbine c¸nh quay mèi quan hÖ nµy ®­îc biÓu thÞ b»ng mét cam gäi lµ bé phËn liªn hîp. ThiÕt kÕ cam dùa vµo quan hÖ tèi ­u gi÷a a0 vµ gãc ®Æt c¸nh b¸nh c«ng t¸c lÊy tõ ®­êng ®Æc tÝnh tæng hîp chÝnh cña turbine c¸nh ®iÒu chØnh. Do sù thay ®æi phô t¶i, nªn sinh ra tÝn hiÖu ®iÒu chØnh ®é më c¸nh h­íng. §ång thêi còng truyÒn tÝn hiÖu nµy nhê cam ®Õn bé phËn ®iÒu chin chØnh gãc ®Æt b¸nh c«ng t¸c. Mèi quan hÖ gi÷a ®é më c¸nh h­íng vµ gãc ®Æt b¸nh c«ng t¸c trong c¸c chÕ ®é tèi ­u víi c¸c cé ¸p kh¸c nhau. V× thÕ t­¬ng øng víi mäi cét ¸p cã c¸c biªn d¹ng cam kh¸c nhau cã thÓ chÕ t¹o ®­îc mét cam kh«ng gian ®Ó t­¬ng øng víi quan hÖ a0=f(j). Bé ®iÒu tèc turbine g¸o Nh­ ta ®· biÕt, ®Ó thay ®æi l­u l­îng cña turbine g¸o th× cÇn thay ®æi vÞ trÝ kim phun. Qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh l­u l­îng, qu¸ tr×nh më, ®ãng b×nh th­êng vµ quan träng nhÊt lµ tr­êng hîp ®ãng do sù cè ®Òu ®­îc ®iÒu chØnh trong bé ®iÒu tèc. Víi yªu cÇu ®ãng nhanh vµ ®iÒu chØnh l­u l­îng tíi gi¸ trÞ b»ng kh«ng b»ng kim phun th× sÏ g©y ra va ®Ëp trong ®­êng èng rÊt lín. V× thÕ trong qu¸ tr×nh t¾t m¸y th× cÇn ®iÒu chØnh kim phun ®Õn mét gi¸ trÞ nµo ®ã, t­¬ng øng víi l­u l­îng cho phÐp mµ ®­êng èng cã thÓ chÞu ®­îc ¸p suÊt, tÝnh víi ¸p suÊt do hiÖn t­îng n­íc va. Sau ®ã cÇn ph¶i h­íng dßng tia ®i ra khái b¸nh c«ng t¸c. Trong chÕ ®é æn ®Þnh víi viÖc ®iÒu chØnh l­u l­îng phï hîp víi phô t¶i th× c¬ cÊu h­íng tia n­íc lu«n lu«n ë xa dßng dßng tia phun kho¶ng 2¸3mm. Trong tr­êng hîp b×nh th­êng, bé ®iÒu tèc lµm viÖc ®iÒu chØnh vÞ trÝ kim phun. Trong tr­êng hîp sî cè, phô t¶i mÊt ®ét ngét, qu¶ l¨ng xÕp l¹i. Pittong c¶n xilanh lùc chuyÓn ®éng nhanh sang ph¶i, ®ãng vßi phun nhê hÖ thèng thanh truyÒn, cam, con tr­ît vµ xilanh lùc. §ång thêi, tÝn hiÖu ®­îc truyÒn ®Õn c¬ cÊu h­íng tia n­íc ®Ó h­íng dßng tia ra khái b¸nh c«ng t¸c. Trong c¸c ch­¬ng tíi chóng ta sÏ tËp trung nghiªn cøu vÒ bé ®iÒu tèc cña turbine, tõ ®©y x©y dùng nªn c¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn hiÖn ®¹i dïng cho hÖ thèng ®iÒu tèc turbine cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. . 3.8. Bé ®iÒu tèc cña tr¹m thuû ®iÖn pleikr«ng cïng víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn tæ m¸y, bé ®iÒu tèc ph¶i ®¶m b¶o ®­îc: Khëi ®éng vµ dõng tæ m¸y tù ®éng vµ ®iÒu khiÓn b»ng tay Trong c¸c chÕ ®é lµm viÖc kh¸c nhau cña tuabin : ®iÒu chØnh tÇn sè, ®iÒu chØnh c«ng suÊt, ®iÒu chØnh nhomã c¸c tæ m¸y. H¹n chÕ c«ng suÊt lín nhÊt, c«ng suÊt nhá nhÊt cña tuabin phï hîp víi cét n­íc vµ mùc n­íc h¹ l­u. Cho phÐp chuyÓn tõ chÕ ®é lµm viÖc nµy sang chÕ ®é lµm viÖc kh¸c : t¹i chç hoÆc tõ xa. Tù ®éng khëi ®éng vµ dõng tæ m¸y trong ®iÒu kiÖn kh«ng cã dßng xoay chiÒu cña hÖ thèng tù dõng nhµ m¸y. Tù ®éng ®iÒu khiÓn tæ m¸y æn ®Þnh ë c¸c chÕ ®é lµm viÖc: ch¹y kh«ng t¶i, mang t¶i ®éc lËp vµ mang t¶i trªn l­íi. Tù ®éng ®ãng c¸nh h­íng n­íc trong ®iÒu kiÖn mÊt “ph¶n håi ng­îc tõ bé c¸nh h­íng”. B¶o vÖ tæ m¸y b»ng c¸ch t¸c ®éng tíi c¬ cÊu sù cè cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn khi bé ®iÒu tèc bÞ trôc trÆc vµ tÇn sè quay t¨ng lªn tíi 115% tèc ®é ®Þnh møc. Thu thËp vµ göi tÝn hiÖu th«ng b¸o vÒ chÕ ®é lµm viÖc vµ t×nh tr¹ng kü thuËt, còng nh­ c¸c tÝn hiÖu c¶nh b¸o vÒ cÊp ®iÒu khiÓn cao h¬n. Bé ®iÒu tèc ®­îc lùa chän lµ bé ®iÒu tèc §iÖn-Thuû lùc hiÖn ®¹i, c«ng nghÖ kü thuËt sè, víi khèi PID lµm viÖc theo nguyªn lý: tû lÖ – tÝch ph©n- vi ph©n. Bé ®iÒu tèc gåm c¸c phÇn: PhÇn c¬ thuû lùc bao gåm: c¸c van ph©n phèi, van ®iÒu chØnh, cã ®­êng kÝnh kh¸c nhau vµ thiÕt bÞ dÇu ¸p lùc 6,3MP PhÇn ®o ®Õm tèc ®é phôc vô cho ®iÒu chØnh vµ r¬le tÇn sè quay, ho¹t ®éng theo nguyªn lý tõ. PhÇn ®iÖn tö ®­îc bè trÝ thµnh mét tñ gåm: + PhÇn ®iÖn tö cña bé ®iÒu chØnh tÇn sè vµ c«ng suÊt. + R¬ le tÇn sè quay vµ c¸c bé ph¸t lÖnh + R¬ le trung gian ®iÒu khiÓn ®éng c¬ cña c¬ cÊu h¹n chÕ ®é m¬ c¸nh h­íng + PhÇn ®iÒu khiÓn dÉn ®éng c¸c nam ch©m ®iÖn cña hÖ thèng ®ãng sù cè c¸nh h­íng. PhÇn ®iÖn tö ®Ó ®iÒu khiÓn phÇn c¬ thuû lùc theo c¸c ch­¬ng tr×nh phÇn mÒm ®· ®­îc cµi ®Æt, phat ra c¸c tÝn hiÖu b¶o vÖ, ®iÒu khiÓn sè cho c¸c m¹ch tù ®éng ho¸ cña tá m¸y, chuyÓn tÝn hiÖu th«ng b¸o tíi trung t©m ®iÒu khiÓn. TÊt c¶ c¸c th«ng sè vµ chÕ ®é ®iÒu chØnh ®­îc thÓ hiÖn trªn mµn h×nh, cho phÐp giao diÖn gi÷a ng­êi vËn hµnh vµ m¸y. C¸c th«ng sè chÝnh cña ®iÒu tèc nh­ sau: D¶i kh«ng t¸c ®éng theo tÇn sè, % f®m :0,01 Vïng ®iÒu chØnh tÇn sè, % F®m :90-110 Thêi gian trÔ thÞ tr­êng gi©y :0,2 HiÖn nay, cã nhiÒu h·ng trªn thÕ giíi cã kh¶ n¨ng cung cÊp bé ®iÒu tèc hiÖn ®¹i, kü thuËt sè víi c¸c th«ng sè kü thuËt cao, d¸p øng ®­îc ®ßi hái vÒ ®é nh¹y, ®é æn ®Þnh cao cña l­íi ®iÖn, cho phÐp chñ ®Çu t­ më réng ®­îc kh¶ n¨ng lùa chän. C¸c ­u ®iÓm chÝnh cña bé ®iÒu tèc víi khèi PID lµ: §é chÝnh x¸c ®iÒu chØnh c¸c th«ng sè cao(tÇn sè, c«ng suÊt,v.v…) Xö lý vµ cÊp tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn nhanh. Cã kh¶ n¨ng tiÕp nhËn, truyÒn sè l­îng lín c¸c tÝn hiÑu t­¬ng tù cu·ng nh­ tÝn hiÖu s«. Cã c¸c chøc n¨ng míi(kiÓm tra l­u l­¬ng, kiÓm tra mùc n­íc th­îng l­u, h¹ l­u, quy luËt ®ãng më c¸c cöa van). DÔ dµng thay ®æi vµ ®iÒu chØnh l¹i bÊt kú c¸c th«ng sè nµo nhê c¸c ch­¬ng tr×nh dÞch vô riªng. HiÓn thÞ trªn mµn h×nh bÊt kú c¸c th«ng sè nµo táng thêi gian thùc hiÖn c¶u qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh. L­u gi÷ liªn tôc qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh, tÊt c¶ c¸c t×nh huèng ngoµi dù kiÕn vµ sù cè. Lien tôc tù kiÓm tra bé ®iÒu tèc, cÊp tÝn hiÖu vÒ sù gi¸n ®o¹ vµ h­ háng. T¨ng ®é tin cËy vµ ®é bÒn nhê ¸p dông kü thuËt vi xö lý kiÓu cÊu t¹o c«ng nghiÖp vµ gi¶m thiÓu c¸c bé phËn truyÒn ®éng b»ng c¬ khÝ. T¨ng ®é chÝnh x¸c cña vÞ trÝ nhê lo¹i bá sù liªn hÖ c¬ khÝ ng­îc( d©y c¸p, cÇu, con l¨n, v.v…). ThÝch øng dÔ dµng vµ trao ®æi th«ng tin ®­îc víi ®iÒu khiÓn nhµ m¸y. Phï hîp víi tÊt c¶ mäi yªu cÇu vÒ ®iÒu chØnh tuèc bin thuû lùc nªu trong tiªu chuÈn IEC 308. ViÖc lùa chän bé ®iÒu tèc víi c¸c th«ng sè cô thÓ sÏ ®­îc tr×nh bµy trong “ §iÒu kiÖn kü thuËt cÊp hµng” ®­îc so¹n th¶o trong giai ®o¹n II TKKT. Dù kiÕn bè trÝ m¸y ®iÒu tèc cña hai tæ m¸y t¹i sµn m¸y Ñ515,40m, bªn c¹nh t­êng cãc m¸y ph¸t cña mçi tæ m¸y.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docĐiều chỉnh bộ điều tốc của Tuabin.DOC
Luận văn liên quan