Đồ án Tốt nghiệp: Chuyên đề Điều tốc nhà máy thủy điện đanhim

daøi loõi theùp stator: 1850 mm - Ñieän trôû cuoän daây stator ôû 75 oC: 0,0072 Ohm - Maät ñoä doøng ñieän lôùn nhaát trong daây daãn ôû taûi & aùp ñònh möùc: 2,3A/mm2 - Caûm öùng töø lôùn nhaát ôû raêng stator: 14700 gauss - Soá maïch song song trong 1 pha: 1 - Soá raõnh: 126 - Caùch ñieän: lôùp F - Ñöôøng kính beân ngoaøi lôùn nhaát cuûa rotor: 2889 mm - Troïng löôïng rotor: 117 taán - Chieàu daøi truïc: 8.110m. - Ñöôøng kính truïc lôùn nhaát: 1080 mm - Löu löôïng gioù trong maùy phaùt: 2.300m3/phuùt. - Löu löôïng ñònh möùc nöôùc laøm maùt gioù maùy phaùt: 2.400l/phuùt (#144m3/h). - Löu löôïng toái thieåu nöôùc laøm maùt gioù maùy phaùt: 80 m3/h. - Ñoä gia taêng nhieät ñoä cho pheùp cuûa cuoän daây: 75 K - Nhieät ñoä toái ña cho pheùp cuûa gioù ra boä laøm maùt: 40 oC - Coâng suaát boä söôûi: 27KW. b. Maùy bieán aùp chính - Hieäu: DAIHEN. - Coâng suaát ñònh möùc: 45.000KVA - Soá pha: 3 - Taàn soá: 50Hz - Ñieän aùp/doøng ñieän ñònh möùc: + Phía cao aùp: 230KV/113A. + Phía haï aùp: 13,2KV/1968A. - Troïng löôïng toång: 75.100 Kg. - Khoái löôïng daàu: 19.400 lít. - Toå noái daây: Ynd1. - Caùc naác ñieän aùp phía cao aùp: (Ñoåi naác khoâng taûi) Naác 1 2 3 4 5 Uñm (KV ) 242 236 230 224 218 Iñm (A) 107 110 113 116 119 - Möùc caùch ñieän: + Xung: phía 230kv: 1050KV, phía 13,2 kv: 95KV.  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 48 + Taàn soá 50Hz - Kieåu laøm maùt: daàu tuaàn hoaøn cöôõng böùc, quaït cöôõng böùc (ODAF) + Bôm daàu: 3KW – 380V (3 bôm). + Quaït: 2,5KW – 380V (3 quaït). - Nhieät ñoä moâi tröôøng cho pheùp: -25oC – +45oC - Dung löôïng daàu: 19400 lit - Loaïi daàu: Jomo - Kieåu laøm kín: tuùi cao su - Bieán doøng ñaàu söù: + Phía trung tính cuoän 230 kV: 100/A, 30VA, 25KA trong 3s, 5P20 + Pha B cuoän 230 kV: 119/4.3, 5.0, 5.7, 6.4, 7.1 A duøng ñeå ño nhieät ñoä cuoän daây c. MBA kích töø: - Hieäu: ABB - Nôi saûn xuaát: Korea. - Loaïi khoâ, trong nhaø - Coâng suaát ñònh möùc: 450 KVA. - Soá pha: 3. - Taàn soá: 50Hz. - Ñieän aùp ñònh möùc: + Phía cao aùp: 13,2 KV + 2 x 2,5% (ñoåi naác khoâng taûi) Nấc 1 2 3 4 5 Uđm ( V ) 13860 13530 13200 12870 12540 + Phía hạ áp: 410 V - Doøng ñieän ñònh möùc (HV/LV): 19,7/633,7 A - Troïng löôïng toång: 2500 kg. - Toå noái daây: Ynd1. - Möùc caùch ly: F/F + Xung: phía 13,2 kv: 75 KV . + Taàn soá 50Hz: phía 13,2 kv: 28KV, phía 410V: 3KV. - Kieåu laøm maùt: gioù töï nhieân (AN) - Ñoä taêng nhieät ñoä cuoän daây cho pheùp: 100 K (F class) d. Heä kích töø: - Loaïi: MEC 600 digital AVR cuûa Misubishi electric corp - Kieåu keânh keùp: 1 master 1 reduntdant - Caùc thoâng soá ñònh möùc 128,1 KW; 183V; 700 A - Ñieän aùp & doøng kích töø ñònh möùc (ôû UF = 13,2 KV & S = 45MVA): 158,7V/614A  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 49 - Caáp chính xaùc cuûa ñieän aùp: 0,5 % - Thôøi gian laáy maãu: 10 ms - Chænh löu: + Soá boä chænh löu: 2 (1 döï phoøng: redundant) - Kieåu: chænh löu toaøn caàu 3 pha duøng thyristor loaïi FT1000BV70 + Doøng ñieän thuaän trung bình: 1000A. + Ñieän aùp ngöôïc chòu ñöïng: 3.500V - Maùy caét kích töø: + Kieåu: AT12 (maùy caét khí AC) + Ñieän aùp ñònh möùc: 690V. + Doøng ñieän ñònh möùc: 1250A. + Doøng caét: 45KA. - Quaït laøm maùt: 2 x 1,5 kW - 200 VAC (1 döï phoøng) - Nguoàn cung caáp: + AC cho ñieàu khieån: 220 V – 2 kVA + DC cho ñieàu khieån: 220 V – 3 kW + AC cho söôûi, chieáu saùng: 220 V – 3 x 120 W. +DC cho maïch kích moài: 220 V – 11 kW - Phaïm vi ñieàu chænh ñieän aùp: + Cheá ñoä Auto: + 5% Ufñm(13,2kv) khi mang taûi & töø 50% - 110% Ufñm khi khoâng taûi. + Cheá ñoä Manu: 25% ôû khoâng taûi ñeán 120% ôû taûi ñònh möùc. + Caáp chính xaùc ñieän aùp: + 0,5%. II /. Tổng quan về bộ điều tốc của nhà máy thủy điện Đa Nhim 2.1 Bộ điều tốc: 2.1.1. Các thông số kỷ thuật của bộ điều tốc 1. Hiệu: TOSMAP-GS/RE0XP phiên bản 5.2E của Toshiba 2. Kiểu: US 19AG29 3. Cấu trúc: 2 PLC 1 master & 1 standby 4. Cấu trúc 1 PLC: - 1 board CPU: DDCP03G011 - 1 board analog input: DIFS02G002 : nhận tín hiệu tốc độ - 3 board analog input/output: XVGX02G008: giao tiếp & điều khiển 2 kim, cần gạt, van điều khiển cần gat. - 1 board analog output: AOC15G003 - 1 board digital input: DIC10G021 - 1 board digital output: DOS10G021 5. Cơ cấu chấp hành: - Servo dầu áp lực  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 50 6. Nguồn cung cấp: - Gồm 2 nguồn 220 VAC 1 pha & 220 VDC cho từng PLC 7. Máy phát tốc: - Được gắn đồng trục với máy phát: 500 rpm – 1 kHz, - 2 output: xung vuông & sin. 8. Final speed drop: 12% => Permanent speed drop # 4,4% 9. Dải đặt mức tốc độ (speed level): - 0 + 110% khi hòa lưới (65P) & +15% khi không hoà lưới (65F) 10. Biên độ điện áp điều khiển: + 2V 11. Thời gian đóng mở kim : 50 + 5 sec 12. Thời gian đóng/mở cần gạt: 2 + 0,2 sec / 20 + 10 sec 2.1.2. Các thành phần, cấu trúc của bộ điều tốc. 1. Mạch cảm nhận tốc độ: - Bao gồm máy phát tốc & các relay tốc độ 1.1. Máy phát tốc:(Speed Signal Generator : SSG) - Được lắp đặt tại vị trí trên cùng của trục máy phát. SSG bao gồm các phần chính: một bánh răng dò, và 3 bộ cảm nhận từ là thiết bị để đo tốc độ quay của trục máy phát nhờ đếm số lượng các răng đi qua bộ cảm nhận trong một đơn vị thời gian. 2 bộ cung cấp cho 2 kênh của bộ điều tốc, 1 bộ cung cấp cho relay tốc độ & qua transducer 0-2 KHz / 4-20mA cấp tín hiệu cho đồng hồ tốc độ & PLC. Tín hiệu 0-500 rpm sẽ được biến đổi thành tín hiệu hình sin tần số 0Hz -1000 Hz cấp cho 2 kênh của bộ điều tốc. Tín hiệu cấp cho relay tốc độ dạng xung vuông 0 Hz - 1000 Hz. Hình 2.5 Cấu tạo máy phát tốc SSG với 3 đầu dò 1.2. Relay tốc độ: có 2 dạng cơ & điện. - Relay cơ: dạng tiếp điểm ly tâm b contact gắn đồng trục máy phát cùng phía với SSG. Khi tốc độ tổ máy > 128% định mức. tiếp điểm này mở, relay 12-2MX reset, gởi tín hiệu vượt tốc đến relay 029XR (tủ 0*GTA002AR). - Relay điện: gồm 2 cái, nhận tín hiệu từ xung vuông từ SSG qua bộ cấp nguồn PWS-N ( loại YDCS-02A ). Bộ này nhằm giúp cho biên độ xung ra ổn định ( 13V ) khi biên độ xung đầu vào thay đổi (+30-(-20)% định mức).  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 51 Hình 2.6 Hai Relay tốc độ trên tủ điều khiển - Các tín hiệu của relay điện : 12 : khi tốc độ N > 600 rpm (120 % định mức), 12X ON 13 : khi tốc độ N > 450 rpm (90 % định mức), 13X ON 14-1 : khi tốc độ N < 380 rpm (76 % định mức), 14-1X ON 14-2 : khi tốc độ N < 15 rpm ( 3 % định mức), 14-2X ON 2. LVDT: (linear variable differential transformer: biến áp vi sai tuyến tính): - Mỗi servo kim, cần gạt & van phân phối cho cần gạt đều được lắp 2 bộ LVDT để truyền tín hiệu vị trí đến 2 kênh của điều tốc - Mỗi bộ LVDT trên cùng 1 thiết bị nối với 1 kênh khác nhau của bộ điều tốc. - Điện áp ra của LVDT tuyến tính với độ dịch chuyển của lỏi MBA này. - Có 3 dạng khác nhau: TS2937EN18 cho van phân phối cần gạt; LS-450TM cho cần gạt & LS-150TM cho kim.  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 52 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý của bộ LVDT: (linear variable differential transformer Hình 2.2 Mô tả cấu tạo và hoạt động của bộ LVDT 3. Governor unit: - Gồm 2 kênh điều khiển hoạt động theo chế độ master/standby. Việc chuyển đổi này, vừa thực hiện từ bên ngoài controller qua các tiếp điểm các relay 43GOVXx, vừa thực hiện bằng việc chuyển đổi dữ liệu trên giao tiếp giữa 2 kênh qua cáp quang. Khi được chọn, kênh master sẽ được nối với các thiết bị ngoài như các convertter của kim, cần gạt, các đồng hồ chỉ thị (balancing, độ mở kim, cần gạt, giá trị của 77); màn hình giám sát.. - Mỗi PLC gồm các card như sau: + CPU card: (DDCP03G011) chứa các chương trình điều khiển & thực thi chúng. 2 card CPU của 2 kênh được nối với nhau bằng cáp quang. Trên card có các nút & đèn hiệu như sau: - Nút reset: khi nhấn sẽ reset các LED chỉ báo lỗi trên card (nếu các lỗi không còn duy trì ) . - Khóa WRITE: ở vị trí OFF, hoạt động “GHI” từ dụng cụ bảo trì sẽ bị cấm (thông thường để ở vị trí OFF) - Khóa HALT/IO: Khi ở vị trí ON, PLC chuyển qua chế độ thử (TEST MODE) (thông thường để ở vị trí OFF) - LED Run: sáng khi CPU làm việc bình thường - LED ERR: sáng khi có CPU bị lỗi nặng. - LED 0: đồng hồ của CPU 1 bị treo (CPU 1 clock halt) - LED 1: CPU 1 ngưng làm việc (CPU 1 WDT) - LED 2: lỗi bộ nhớ của CPU 1 (CPU1 parity error) - LED 3: hoạt động tự chuẩn đoán của CPU 1 bị lỗi (CPU 1 seft diagnostic operation error ) - LED 4: CPU 1 bị treo ( CPU 1 task stall ) - LED 5: đồng hồ của CPU 2 bị treo (CPU 2 clock halt) - LED 6: CPU 2 ngưng làm việc (CPU 2 WDT) - LED 7: lỗi bộ nhớ của CPU 2 (CPU2 parity error) - LED 8 : hoạt động tự chuẩn đoán của CPU 2 bị lỗi - LED 9 : CPU 2 bị treo (CPU 2 task stall) - LED 10: điện áp pin CMOS thấp (battery voltage low) - LED 11: dự phòng (reserved) - Khi bị sự cố nặng card CPU reset tiếp điểm b contact ở cổng alarm, báo tín hiệu CPU fault. - Analog input card: (DIFS02G002) dùng để thu thập tín hiệu tốc độ từ SSG qua kênh A từ cổng CNJ hoặc từ PT (hay PMG) qua kênh B từ cổng CNG (hiện không dùng cổng này). Mỗi kênh đều có các LED chỉ báo :  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 53 - TEST: sáng khi phát hiện điều kiện vượt tốc trên ngõ vào thử (test input). - OVER SPEED: sáng khi phát hiện điều kiện vượt tốc trên ngõ vào thực tế (Actual input). - Ghi chú : hiện không dùng chức năng này. - Analog input/output card: (XGVX02G008): có 3 card dùng để giao tiếp với các converter & servo của cần gạt & 2 kim. Card chứa các mạch sau: + Mạch chuyển đổi tìn hiệu điều khiển từ dạng digital sang analog. 1 đường xuất qua port CNH đến hiển thị trên balancing metter & 1 đường đến bộ khuếch đại công suất ilmnêu ở dưới đây + Bộ khuếch đại công suất để điều khiển các cuộn dây converter (qua port CNK) mạch phát tín hiệu rung biên độ nhỏ để tạo rung cho các converter (nhằm chống kẹt cơ khí) + 2 mạch cấp nguồn cho cuộn sơ cấp của LVDT & chuyển tín hiệu tín hiệu phản hồi từ thứ cấp của LVDT từ vị trí sang dạng điện áp (qua 2 port CNG) + Trên card có khóa chỉnh VIB để hiệu chỉnh biên độ tín hiệu rung (tăng khi vặn theo chiều kim đồng hồ) - Analog output card: (AOC15G003) gồm 16 kênh chuyển tín hiệu digital sang analog (0-5V). - Các tín hiệu này được qua transducer 0-5V/4-20 mA gởi đến PLC điều khiển & các đồng hồ chỉ thị. Một khoá chọn trên card thường để vị trí NORMAL. nếu để vị trí MAINTE sẽ bị báo lỗi nặng (GOV major fault) - Digital input card: (DIC10G021): có 64 kênh. Ta có thể xem các trạng thái của mỗi kênh thông qua 16 LED riêng & 4 LED nhóm. Việc chọn nhóm nhờ nút nhấn LED DISPLAY CHANGE. - Các input nhận tín hiệu điều khiển từ control box, tủ TCP & từ PLC điều khiển. Một khoá chọn trên card thường để vị trí NORMAL. nếu để vị trí MAINTE sẽ bị báo lỗi nặng (GOV major fault) - Digital output card: (DOS10G021) có 64 kênh, gởi các tín hiệu đến bảng báo sự cố, đèn nút nhấn ở control box, màn hình monitor giám sát tại tủ & đến PLC điều khiển. Card có nút & các LED như card digital input. 4. Nguồn cung cấp: - Có 4 nguồn cung cấp đến tủ governor & turbine control: + Nguồn DC lấy từ tủ 20LAA001TB (cho H1, H2) & tủ 20LAA002TB (cho H3 , H4) đến NFB DC. + Nguồn AC 220V, 1 pha lấy từ tủ 20DNM001TB (cho H1, H2) & tủ 20DNM002TB (cho H3, H4) đến NFB AC. + Nguồn AC 220V, 1 pha lấy từ tủ 20DNM001TB (cho H1, H2) & tủ 20DNM002TB (cho H3, H4) đến NFB AC. - MCB 52RECEPT1: qua MBA 220V/100V cấp nguồn 100VAC cho ổ cắm RECEPT1 & monitor (qua nút 8GOV). - Qua MCB 52RECEPT2 đến ổ cắm RECEPT2. - Qua MCB 52RECEPT3 đến ổ cắm RECEPT3.  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 54 - Qua MCB 52LAMP cấp cho đèn chiếu sáng & đèn hiệu van cầu trên nóc tủ. - Nguồn AC 220V, 1 pha lấy từ tủ 20DNM001TB (cho H1, H2) & tủ 20DNM002TB (cho H3, H4) đến NFB SPH để cấp cho bộ sưởi & qua chì cấp cho mạch đo di trục. - Nguồn AC & DC sau 2 NFB AC & NFB DC nêu trên qua nút 8GOV, cùng cung cấp cho 2 bộ nguồn loại MEP-TAJ223 qua 2 MCB ngõ vào (input MCB) của chúng. - Bộ nguồn này có 6 card, 1 card input & 5 card tạo nguồn +5V (2 card); +15V; -15V; +24V. Mỗi bộ nguồn cung cấp cho 1 kênh điều khiển. Trong bộ nguồn, có trang bị các bảo vệ quá áp, kém áp, quá dòng. Khi có sự cố sẽ trip các input MCB. Nếu cả 2 input MCB bị trip, 1 báo động trên kênh đó sẽ xuất hiện. Trên mỗi card nguồn có đèn nguồn, đèn sáng khi nguồn ở ngõ ra của card đó bình thường. - Nguồn 220 VDC sau NFB DC, qua nút 8G, cấp cho: + Nguồn PG1/NG1: - Mạch relay của của tủ REG. - Qua converter 220/24VDC cấp nguồn LP24/LN24 cho mạch đèn hiệu & chỉ thị, sự cố, mạch reset sự cố tại control box của tủ REG. + Nguồn PW1/NW1: - Mạch relay của TCP. - Qua converter 220/24VDC cấp nguồn LP24W/LN24W cho mạch đèn hiệu & chỉ thị trạng thái, sự cố, mạch reset sự cố tại TCP. - Qua converter 220/48VDC cấp nguồn PW48/NW48 cho mạch của SSG & relay tốc độ cơ, điện - Đến tủ bơm dầu áp lực QPP qua converter 220/24VDC cấp nguồn LP24QP/LN24QP cho mạch đèn hiệu & chỉ thị trạng thái, sự cố tại QPP 5. Hộp điều khiển (control box): nằm ở mặt ngoài của tủ bao gồm các nút nhấn & các đèn hiệu chỉ báo sự cố - Đèn báo: Có 2 hàng đèn báo sự cố cho 2 kênh. Ngoại trừ đèn LIGHT FAULT (BAT.COM) các sự cố khác đều là sự cố nặng dẫn đến kênh ngừng hoạt động. Khi sự cố xảy ra, các dòng về sự cố liên quan trên màn hình giám sát cũng chuyển sang màu vàng. - Nhờ vậy khi sự cố về card hay sự cố nhẹ, ta có thể tham khảo chi tiết hơn.  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 55 Hình 2.7 Màn hình tủ điều khiển 5.1 Tủ điều khiển Gồm các thiết bị sau ( được mô tả như hình). a. Đồng hồ hiển thị: (Ký hiệu A trên hình) - Những đồng hồ đo được lắp đặt trên tủ điều chỉnh bao gồm công suất tác dụng, tốc độ tuabin, độ mở cần gạt nước, kim phun trên và dưới. b. Ngăn điều khiển: (Ký hiệu B trên hình) - Hiển thị lỗi của bộ điều tốc (lỗi cạc, đèn), cần gạt nước và kim nước (lỗi vị trí). c. Màn hình kiểm tra: (Ký hiệu C trên hình) - Màn hình thể hiện sự giám sát, sự đo lường, chỉ thị lỗi của cạc, giám sát tín hiệu số vào ra và chỉ thị giá trị cài đặt cho bộ điều tốc. d. Bộ nguồn cho hệ thống điều khiển của điều tốc: (Ký hiệu D trên hình) - Gồm 2 bộ nguồn cho hai CPU, mỗi bộ nguồn có hai nguồn vào 220AC và 220VDC. - Ngõ ra +5v,-15,+15,+24VDC . Nguồn phụ: Ký hiệu chủng loại Điện áp vào Điện áp ra  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 56 PWS-L1: 24V cho chỉ thị. bảng báo JWS100 N-L : 239.8VDC S+,S-: 23.99VDC PWS- RY :24VDC Cho rơ le phụ JWS100 N-L: 239.8VDC S+,S-: 23.95VDC PWS-N: 13V cho cảm biến tốc độ YDCS-02A 1-2: 48.03VDC 5-6: 13.63VDC PWS-SPR: 48 V cho rơ le tốc độ JWS100 N-L: 239.8VDC 1-3: 48.033VDC e. Bộ điều khiển của điều tốc: (Ký hiệu E trên hình) Nó đưa ra tín hiệu kiểm tra đèn của chỉ thị (1) và (2). f. Ngăn thay đổi hệ thống: (Ký hiệu F trên hình) Cung cấp nguồn cho bộ điều khiển điều tốc, màn hình kiểm tra, rơle phụ... g. Bộ chuyển đổi: (Ký hiệu G trên hình): Tranducer tốc độ kiểu TRD – N chuyển tín hiệu tốc độ ra 4-20mA cung cấp tín hiệu cho mạch đo lường (cần gạt, giới hạn tải, tốc độ, kim trên, dưới). h. Công tắc nguồn: (Ký hiệu H trên hình) + 8 GOV : cho mạch bộ điều khiển điều tốc. + 8G : cho mạch điều khiển điều tốc: - Biến áp phụ: (Ký hiệu I trên hình) - Bộ lọc: (Ký hiệu J trên hình) - Khoang trống: (Ký hiệu K trên hình)  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 57 Hình 2.9 Mặt cắt các thiết bị trên tủ điều tốc 5.2 Nguồn cho dụng cụ bảo dưỡng. - Biến áp phụ: (Ký hiệu L trên hình) Cho nguồn dụng cụ bảo dưỡng. - Máy cắt cho mạch cấp nguồn: (Ký hiệu M trên hình) + DC: cung cấp cho điều tốc và bộ điều khiển điều tốc. + AC: cung cấp cho điều tốc. III. Phần thủy lực. 1.1 Hệ thống kim, cần gạt nước & servo cần gạt - Tín hiệu điều khiển cần gạt sẽ được biến đổi theo quan hệ của đặc tính kim - cần gạt thành tín hiệu điều khiển kim đưa đến converter của kim. Độ sai lệch tín hiệu này với tín hiệu phản hồi của độ mở kim được chuyển đến converter kim. - Tín hiệu điều khiển kim dưới chỉ đưa đến converter kim dưới sau khi CB chính đóng. 1.2 Converter valve: (van chuyển đổi) có 3 cái: a. Ñaëc ñieåm chung: - Söï di chuyeån cuûa truïc van chuyeån ñoåi phuï thuoäc vaøo ñoä lôùn cuûa doøng ñieän ñöa vaøo cuoän daây. Hoaït ñoäng ñieàu khieån cuoän daây chuû yeáu phuï thuoäc vaøo nam chaâm vónh cöûu vaø söï di chuyeån cuûa cuoän daây (tín hieäu ñieän ñöa vaøo cuoän daây).  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 58 - Söï thay ñoåi tín hieäu vaøo cuûa boä chuyeån ñoåi seõ laøm cho cuoän daây ñieàu khieån vaø cuoän daây chính dao ñoäng nhaèm ngaên ngöøa söï ngaün ñöôøng daàu ñieàu khieån. b. Ñaëc ñieåm kyõ thuaät: - Model :PG902 - Aùp löïc laèm vieäc lôùn nhaát :21Mpa - Löu löôïng daàu qua van chuyeån ñoåi laø 90l/ph taïi aùp löïc thaáp nhaát cuûa van 7Mpa. - Doøng ñieän qua van : 200 mA - Ñieän trôû cuûa cuoän daây :20 - Chòu ñöôïc aùp löïc :28Mpa - Aùp löïc treân ñöôøng daàu veà :1Mpa - Löu löôïng beân trong van laø 3,5l/ph taïi aùp löïc 14Mpa. c. Caáu taïo vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng: 1. Caáu taïo: Hình 2.10 Cấu tạo Van chuyển đổi - Thaân van goàm coù oáng loùt, cuoän daây chính, söï di chuyeån theo phöông ñöùng cuûa oáng loùt vaø cuoän daây ñieàu khieån chính. Ñöôïc noái vôùi cuoän daây chính ñeå ñieàu khieån vò trí cuûa noù. - Taïi beân traùi ôû phía cuoái cuoän daây ñieàu khieån, löïc chuyeån ñoåi ôû ví trí ñoù chòu taùc ñoäng bôûi nam chaâm vónh cöûu (Permanent magnet), cuoän daây di chuyeån. Seõ sinh ra moät löïc ñaåy cuoän daây ñeán oáng ñieàu khieån chính , vaø noù ñöôïc ñaåy qua beân phaûi. Taïi beân phaûi (ñieåm cuoái) cuûa oáng ñieàu khieån, ôû vò trí naøy loø xo seõ choáng laïi söï di chuyeån cuûa oáng ñieàu khieån => ñaåy oáng ñieàu khieån qua beân traùi. - Bôûi vì löïc loø xo coù theå ñieàu chænh ñöôïc töø beân ngoaøi, ñieàu chænh veà ñieåm 0. Tín hieäu ñöôïc truyeàn ra ngoaøi. (Ống (Ống (Ống điều khiển) (Cuộn dây di chuyển) (Nam châm vĩnh cửu) (Phần thân chính của (Lò xo điều (Lỗ)  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 59 2. Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Hình 2.11 Cấu tạo chi tiết bên trong van chuyển đổi - Daàu aùp löïc ñöôïc noái töø loã P ñeán ñieàu khieån aùp löïc cho khoang B vaø C taïi cuoái oáng chính thoâng vôùi boä loïc vaø ñöôïc gaén coá ñònh vôùi loã A. - Trong hình veõ treân thì aùp löïc ñieàu khieån taïi khoang B baèng aùp löïc ñieàu khieån taïi khoang C, thì luùc naøy oáng ôû vò trí caân baèng. - Chaúng haïn, khi di chuyeån cuoän daây veà phía beân traùi thì tín hieäu nhaän ñöôïc oáng ñieàu khieån seõ di chuyeån veà phía beân traùi. - Bôûi vì oáng ñieàu khieån di chuyeån ñeán beân traùi trong söï quan heä ñoù ñeán oáng chính aùp löïc ñieàu khieån ôû khoang B seõ ñöôïc noái vôùi ñöôøng daàu xaû R1 noái vôùi loã D cuûa oáng ñieàu khieån vaø thoâng qua loã F cuûa oáng chính. Cho neân, aùp löïc daàu ñieàu khieån ôû khoang B giaûm daàn, maët duø aùp löïc ñieàu khieån trong khoang C ñöôïc giöõ ñuøng baèng aùp löïc cung caáp, bôûi vì loã E cuûa oáng ñieàu khieån vaø loã thoâng G cuûa oáng chính ñoùng. Vaø nhö vaäy aùp löïc trong khoang B thaáp hôn aùp löïc trong khoang C. Vaäy oáng chính seõ di chuyeån veà phía beân traùi. AÙp löïc ñieàu khieån trong khoang B taêng leân khi loã xaû D cuûa oáng ñieàu khieån vaø qua loã F cuûa oáng chính ñoùng. AÙp löïc trong khoang B trôû neân baèng aùp löïc trong khoang C vaø oáng chính döøng. - ÔÛ vò trí maø oáng chính döøng thì noù seõ baèng söï di chuyeån cuûa oáng ñieàu khieån. - Tröôùc ñoù, loã 1 môû vaø ñöôïc noái vôùi loã P vaø cho pheùp daàu aùp löïc töø loã P ñeán xy lanh qua loã 1. - Cuõng gioáng nhö vaäy, daàu xaû veà töø xy lanh ñeán loã xaû 2, vaø keát thuùc vieäc xaû daàu veà qua loã xaû R2. löu löôïng daàu caân baèng cho ñeán khi môû. Taïi ñieåm caân baèng ñoù ñeán söï di (Lỗ dầu áp lực P) (Lỗ dầu về R1, R2) (Lỗ dầu cấp cho xy lanh 1,2) (Lỗ nối A) (Áp lực điều khiển khoangB,C)  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 60 chuyeån cuûa oáng, cho neân doøng ñeán caùc cuoän daây taïo neân söï caân xöùng vôùi löu löôïng daàu qua van, bôûi vì xung quanh loã, quan heä giöõa chuùng laø khoâng töông xöùng nhau. - Beân caïnh ñoù, khi coù tín hieäu ôû vò trí noùi treân ñeán cuoän daây aùp löïc daàu töø P, ñeán loã 2 cuûa xy lanh vaø xaû daàu veà qua R2 qua loã 1. Hôn nöõa, söï thay ñoåi löu löôïng daàu tuyø thuoäc vaøo söï thay ñoåi cuûa doøng ñieän qua cuoän daây. d. Hoaït ñoäng baûo döôõng: † Trong ñieàu kieän hoaït ñoäng bình thöôøng ñoät nhieân aùp löïc daàu giaûm vaø söï thay ñoåi treân caùc van soleinod do ñoù phaûi ñieàu khieån baèng tay, khi ñoù treân ñöôøng daàu ñieàu khieån hoaït ñoäng töï ñoäng cuûa caùc van seõ taïo ra nhöõng caën, baån giöõa oáng ñieàu khieån vaø oáng chính cuûa van chuyeån ñoåi. Vaäy ta tieán haønh baûo döôõng nhö sau: - Thaùo oáng ñieàu khieån vaø oáng chính töø phía counter spring cuûa van chuyeån ñoåi vaø veä sinh lau chuùng baèng Solvent. - Kieåm tra beân trong phaàn thaân cuûa oáng boïc ngoaøi chính vaø veä sinh caùc chaát baån. - Kieåm tra caùc veát nöùt, traày xöôùt, veát baån beân trong oáng ñieàu khieån vaø oáng chính. † Van chuyeån ñoåi khoâng trôû veà bình thöôøng khi aùp löïc daàu giaûm vaø söï thay ñoåi treân caùc van solenoid. Daáu hieäu naøy cho bieát raèng oáng ñieàu khieån cuûa van chuyeån ñoåi bò traày xöôùt, beà maët laøm vieäc bò hoûng moät caùch nghieâm troïng. Vaäy ta tieán haønh baûo döôõng nhö sau: - Thay môùi oáng ñieàu khieån vaø oáng chính. - Thay theá caû phaàn thaân chính neáu thaáy söï phaù huyû treân beà maët hoaëc bieán daïng treân beà maët cuûa noù. - Thay theá boä loïc. Neáu hoaït ñoäng xaû daàu veà trong ñieàu kieän bình thöôøng, bôûi söï thay ñoåi treân ñöôøng loïc daàu veà thì boä loïc keá beân seõ ñöôïc söû duïng. 1.3 Van phaân phoái cho van chính: + Hoaït ñoäng khaùc nhau cuûa Piston trong xy lanh: - Veà cô baûn vôùi aùp löïc daàu phuø hôïp ñöôïc cung caáp ñeán ñoùng phía xy lanh. Trong hoaït ñoäng khaùc, daàu aùp löïc cung caáp ñeán môû phía xy lanh ñöôïc ñieàu khieån bôûi van chuyeån ñoåi. Caùc oáng noái aùp löïc ñeán ñöôøng môû phía xy lanh, block, thoaùt daàu ñieàu khieån tuyø thuoäc vaøo vò trí cuûa van chuyeån ñoå töông öùng. - Khi van chuyeån ñoåi ôû vò trí môû: Daàu aùp löïc cung caáp ñeán qua van chuyeån ñoåi ñeán môû phía xy lanh. Vaø nhö vaäy, thì daàu aùp löïc cung caáp ñeán caû xy lanh, cho ñeán khi löïc töông öùng taùc ñoäng leân xy lanh lôùn ñeán khu vöïc maø coù söï cheânh leäch aùp löïc daàu treân piston trong khi môû phía xy lanh, coøn phía piston thì ñi xuoáng trong khi ñieàu khieån môû lieân tuïc. - Khi van chuyeån ñoåi ôû vò trí ñoùng: OÁng daàu ñöôïc noái ñeán môû phía xy lanh vaø ñöôïc nối vôùi oáng xaû chính cuûa van chuyeån ñoåi. Vaø nhö vaäy piston bò neùn xuoáng lieân tuïc vaø  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 61 ñöôïc ñieàu khieån ñoùng bôûi daàu aùp löïc phía xy lanh, vaø trong khi môû xy lanh ñöôïc xaû qua van chuyeån ñoåi veà boàn ñaàu. - Khi van chuyeån ñoåi ôû vò trí ngaüng: OÁng daàu ñöôïc noái ñeán môû phía xy lanh bò ngaüng vôùi van chuyeån ñoåi. Nhö vaäy, ôû vò trí ñöôïc giöõ ñoù daàu ñöôïc môû vaøo xy lanh khoâng theå xaû ñöôïc, maët duø, vaãn coù daàu aùp löïc cung caáp ñoùng phía xy lanh. - Môt cho cần gạt (deflector control valve : DF-CV) - Môt cho kim trên (upper needle con trol valve : UN-CV) - Và một cho kim dưới (lower needle con trol valve : LN-CV). - Van có 3 vị trí được điều khiển bằng điện với biên độ tín hiệu là + 2V. - Nhờ lực lò xo ở 2 đầu, nên khi không có tín hiệu van ở vị trí trung hoà, tất cả các đường dầu bị chặn lại. - Hành trình van là +25 mm (# +1pu) 1.4 Van phân phối cho cần gạt (distributing valve): Phía trên của piston điều khiển luôn được cấp dầu từ van 65QS: - Nếu phía dưới piston điều khiển thông với đường xả, piston sẽ đi xuống theo hướng tạo đường dầu đóng cần gạt. - Nếu phía dưới piston điều khiển bị chặn, piston sẽ giữ nguyên vị trí như trước đó. - Nếu phía dưới piston điều khiển thông với đường dầu áp lực, nhờ tiết diện phía dưới lớn hơn nên piston sẽ đi lên theo hướng tạo đường dầu mở cần gạt. 1.5 Van 65S: làm nhiệm vụ khởi động & trip bộ điều tốc: - Khi 65S trip, phía dưới của piston điều khiển van phân phối cần gạt sẽ thông với đường xả. - Cần gạt sẽ đóng cho đến vị trí đóng hoàn toàn. Tín hiệu trip 65S hoặc do lệnh ngừng máy từ PLC hoặc do lệnh trip từ relay master trip 86-1; 86-2 hoặc nút 3-65S ở vị trí trip(khi 43-20 ở MANU). - Khi 65S ON, phía dưới của piston điều khiển van phân phối cần gạt sẽ thông với ngỏ điều khiển của DF-CV. Cần gạt sẽ hoạt động theo tác động của bộ điều tốc. Tín hiệu ON 65S hoặc do lệnh chạy máy từ PLC hoặc do nút 3-65S ở vị trí ON (khi 43-20 ở MANU). - Tín hiệu trạng thái 65S được đưa đến 2 kênh của điều tốc: - 65S ON: khởi động hoạt động của bộ điều tốc - 65S TRIP: bộ điều tốc ngưng điều khiển theo các tín hiệu khác mà chỉ xuất lệnh đóng kim, cần gạt hoàn toàn. 2. Nguồn cấp dầu cho bộ điều tốc: 2.1 Dầu áp lực cấp cho kim, cần gạt & servo cần gạt: Được lấy từ bồn dầu áp lực thôngqua van góc dầu. Van này được điều khiển bởi solenoid 65QS. 2.2 Áp lực dầu của bộ điều tốc được giám sát bởi đồng hồ & relay 63-65QSO. - 65QS ON khi ở giai đoạn đầu tiên chạy máy (0*GREG_1AX_START = 1 gởi đến tủ TCP kích hoạt relay chốt 1AX lên trạng thái SET). - 65QS trip khi ở cuối giai đoạn ngừng máy (0*GRE_1AX_STOP = 1).  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 62 IV. Phần điện 1. Chức năng hệ thống điều tốc: Là cơ cấu điện thủy lực. Có khả năng dự phòng cao, sử dụng 2 hệ thống PLC (1 master, 1standby). - Khởi động tổ máy từ trạng thái dừng hoàn toàn đến khi đạt tốc độ định mức. - Dừng máy trong trường hợp dừng bình thường và dừng sự cố. - Duy trì công suất ở một giá trị đặt xác định. - Điều chỉnh hữu công để duy trì tần số nằm trong khoảng đặt trước (điều tần). 2. Sơ đồ khối và sơ đồ nguyên lý của bộ điều tốc a. Sơ đồ khối của bộ điều tốc như sau: b. b. Mô tả chức năng: Sơ đồ nối dây đơn giản của bộ điều khiển máy điều tốc được mô tả như hình - Để thực hiện việc điều khiển tốc độ, một độ sai lệch của tín hiệu tốc độ thực tế so với tín hiệu tốc độ tỷ lệ được tính toán bằng bộ xử lý F. - Sau thời gian chết do bộ xử lý dải chết thực hiện, tín hiệu sẽ được cộng với giá trị của bộ đặt tần số (65F) để tính toán độ lệch tốc. - Bên cạnh đó để thực hiện việc điều chỉnh tải, một độ lệch của vị trí cần gạt so với bộ đặt tải (65P) được nhận biết và được nhân lên bởi bộ Speed droop để có độ lệch của vị trí cần gạt. Độ lệch vị trí cần gạt này có thể được dùng khi vận hành song song. - Khi đó, độ lệch điều khiển thu được bởi tổng hợp độ lệch tốc độ và độ lệch vị trí và bộ PID bắt đầu hoạt động đưa ra tín hiệu. c. Sơ đồ nguyên lý của bộ điều tốc. - Giá trị nhỏ nhất giữa tín hiệu ra của bộ xử lý PID và bộ giới hạn tải (77) sẽ được chọn và đưa ra tín hiệu khống chế vị trí cần gạt (Bộ giới hạn tải (77) được tự động cài đặt vị trí khởi động khi hệ thống được khởi động). - Tín hiệu điều khiển bằng tay cần gạt (tín hiệu vận hành van điều khiển) được tính toán từ độ lệch của vị trí cần gạt so với vị trí được yêu cầu. Tín hiệu vận hành van điều khiển được tính toán từ độ lệch của vị trí van được yêu cầu và vị trí van điều khiển thực tế.  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 63 - Để điều khiển động cơ servo kim nước, giá trị mong muốn của vị trí kim nước được tính toán trên cơ sở giá trị đạt được của cần gạt nước, điều này phụ thuộc vào chức năng của bộ DF/ND. - Giá trị của độ lệch này được tính toán dựa trên vị trí mà kim nước cần đạt được và vị trí thực của kim nước, trên cơ sở đó tín hiệu được đưa đến van điều khiển kim nước và chỉnh kim nước đến giá trị mong muốn. - Số lượng kim nước vận hành phụ thuộc vào điều kiện hoà lưới. Cả hai kim nước cùng vận hành khi tổ máy hoà song song còn ngoài ra chỉ có kim trên làm việc. d. nguyên tắc đều khiển của bộ điều tốc - Điều khiển bộ điều tốc được dựa trên ngững nguyên tắc sau: 1. Kiểm tra đầu vào và mức độ chuyển đổi: - Những phần này kiểm tra dầu vào và và mức độ chuyển đổi của từng tín hiệu dữ liệu. Khi dữ liệu nào vượt quá giá trị đặt (ngưỡng cao hoặc thấp) lỗi đó sẽ được nhận và đưa ra tín hiệu cảnh báo. Các cảnh báo được hiển thị trên hộp điều khiển. 2. Điều khiển bằng tay Turbin: - Khi vận hành tuabin bằng tay, để đóng mở cần gạt nước và kim nước thì trước tiên phải khoá bộ điều khiển khởi động của hệ điều tốc (#43GOV,’auto’; ‘manual’). Sau đó mở (#65S). Lúc này cần gạt nước và kim nước có thể được điều chỉnh bởi bộ 77. 3. Điều khiển khởi động:  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 64 - Với điều kiện #43-20 “Auto” và #65S “On”, giá trị cài đặt của bộ 77 được tự động cài đặt một giá trị xác định (ví dụ 50%) và cần gạt nước bắt đầu mở. - Khi vị trí cần gạt nước đạt tới giá trị của nó, giá trị cài đặt của bộ 77 được tự động thay đổi đến giá trị của vị trí khởi động sau một thời gian chắc chắn. Vị trí cần gạt nước được điều khiển tuỳ thuộc vào giá trị cài đặt của bộ 77, và vị trí kim nước trên được điều khiển tuỳ thuộc vào vị trí cần gạt nước. - Trước khi vị trí cần gạt nước đạt tới vị trí khởi động thì tuabin bắt đầu quay. - Sau khi tốc độ của tuabin đạt tới 85%, có thể dùng tín hiệu “77 Raise/Lower”. Sau khi tốc độ đạt tới 100%, servo motor cần gạt nước được điều khiển để giữ mức tốc độ của tuabin. - Bằng sự điều khiển đó,vị trí cần gạt nước thay đổi từ vị trí khởi động đến vị trí không tải. 4. Điều khiển tốc độ: - Vị trí của cần gạt nước có thể điều chỉnh vì vậy tốc độ thực có mối liên hệ với tốc độ được cài đặt trong bộ điều tốc (giá trị cài đặt bộ 65F tương ứng với mức tốc độ). - Khi máy cắt chính “52” ở vị trí OFF, tốc độ của Turbine đuợc đều chỉnh bởi giá trị đặt của 65F. Giá trị này có thể thay đổi như sau: - Thao tác bằng tay : “ 65Raise/ Lower” tại tủ điều tốc - Lệnh “ 65 Raise/ Lower” từ bộ hoà tự động (#15)  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 65 - Sau khi MC 52 ON, giá trị đặt của 65F sẽ tự động trở về vị trí ở giữa ( vị trí bằng với tốc độ định mức). 5. Điều khiển tốc độ theo yêu cầu: - Với điều kiện “52-Off”, tốc độ thực của tuabin nước được điều chỉnh bởi giá trị cài đặt của bộ 65F. giá trị cài đặt của bộ 65F có thể được thay đổi bởi thao tác : + Thao tác bằng tay công tắc “65 Raise/Lower”. + Yêu cầu “65 Raise/Lower” từ khối tự đồng bộ. 5. Điều khiển tải: - Công suất thực được điều khiển đến một giá trị yêu cầu bằng cách thay đổi giá trị của bộ 65P và do đó thay đổi vị trí của cần gạt nước. Ngoài ra, điều chỉnh vị trí cần gạt nước với độ dốc không đổi góp phần điều khiển sự thay đổi của tần số. Độ dốc được giải thích bằng biểu đồ sau: Ví dụ: nếu tần số tăng lên 10% với điều kiện giá trị đặt của 65P=100% , vị trí cần gạt được điều khiển đến 0% (đóng hoàn toàn) Trong vùng chết của cần gạt, các kim nước đều đóng hoàn toàn . Vì thế không thể điều chỉnh tần số khi vị trí cần gạt dưới mức vị trí không tải của cần gạt. Mức độ điều chỉnh được tính bởi công thức: Mức điều chỉnh= độ dốc %100 0(%)* LDFRLDF   Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 66 7. Điều khiển PID: - Phần này thực hiện việc điều khiển PID (tỷ lệ, tích phân, vi phân) dựa trên tín hiệu sai lệch từ mỗi sự kiểm tra, so sánh và đưa ra yêu cầu vị trí van. thông số PID có thể chuyển sang giá trị xác định trước bởi điều kiện hoà(#52) phụ thuộc vào điều kiện mang hoặc không mang tải. - Thêm vào đó, với điều kiện tín hiệu vào “cách ly”, bộ PID được cài đặt những thông số cách ly. 8. Kết nối máy tính với bộ điều khiển: Chương trình giám sát và điều khiển TOMAP-GS/RE300XP (Release 5-2E) Kết nối máy tính trực tiếp với bộ điều khiển (CPU DDCP03) thông qua cáp RS-232C như hình vẽ: * Chức năng chính: + Project: Lên kế hoạch định cấu hình dữ liệu của hệ thống Trong chức năng này người vận hành có thể: - Tạo project mới. - Mở project đã có. - Xóa project. - Copy project. - Upload hay download (controller project) + Controller: Điều khiển và giám sát trạng thái hoạt động của bộ điều khiển. Chức năng này bao gồm hiển thị và điều khiển:  Cho phép hay không cho phép việc upload dữ liệu từ công cụ vào bộ điều khiển.  Công tắc test.  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 67  hoạt động của rom.  Hoạt động của bộ Test IO. + Monitor: - Giám sát và kiểm tra dữ liệu: - Hiển thị giá trị cài đặt và giá trị của một biến bất kỳ tại thời điểm hiện tại - Thay đổi giá trị cài đặt - Lỗi ghi dữ liệu (có thể ghi ra đĩa, tải lên từ đĩa). - Bảo vệ tránh việc cài đặt thông số không đúng (quá lớn hoặc quá nhỏ). - Ghi lại những đáp ứng tức thời của phần tử mà người vận hành mong muốn. Ngoài ra với các chức năng của phần mềm, người vận hành có thể xuất dữ liệu ra dưới dạng đồ thị (analog, digital), ghi lại lỗi.  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 68 CHƯƠNG III. VAI TRÒ CỦA ĐIỀU TỐC TRONG CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA NHIM I. Khái Quát 1. Trong vận hành bình thường: Khóa 43-20 ở AUTO, nút 43M ở REMOTE; khóa WRITE & khóa HALT/IO trên card CPU ở vị trí OFF; khóa NORMAL/MAINTE trên các card khác ở vị trí NORMAL. 1. Ở giai đoạn chạy máy, sau khi van cầu mở hoàn toàn, khóa cần gạt mở, 65S ON GOV hoạt động khởi động tổ máy lên tốc độ định mức. 2. Tín hiệu tăng, giảm từ relay hoà đưa đến thay đổi giá trị 65F, để điều chỉnh tốc độ tổ máy ở chế độ không tải. 4. Sau khi hòa điện, GOV sẽ làm việc ở chế độ điều tần hay cố định là do hệ điều khiển trung tâm quyết định. 5. Khi dừng máy, hay sự cố 86-1, 2 PLC điều khiển gởi tín hiệu trip 65S, GOV tiến hành ngừng máy. II. Chức năng và vai trò của bộ điều tốc. 2.1 Chức năng của bộ điều tốc - Khi khởi động tổ máy, nó kiểm tra sự gia tốc của turbine để ngăn ngừa hiện tượng vượt tốc và nhanh chóng ổn định tổ máy ở tốc độ định mức; - Khi máy chạy không tải hay chạy độc lập nó luôn giữ tốc độ turbine ở định mức với các giá trị tải khác nhau; - Khi máy vận hành song song với lưới điện, nó điều chỉnh công suất theo tần số, cũng như phát giới hạn công suất ở một giá trị nào đó; - Cho phép dừng tổ máy turbine – máy phát và khi mất tải đột ngột, nó giữ cho độ vượt tốc của turbine và độ gia tăng áp suất nước trong đường ống thuỷ áp ở một giới hạn cho phép sau đó nhanh chóng phục hồi lại tốc độ định mức cho turbine. 2.2. Vai trò của bộ điều tốc 2.2.1. Tự động ổn định công suất (auto load regulator: ALR) a/ Định nghĩa: Khi tổ máy đã hòa lưới (CB chính đóng) & khi tần số lưới thay đổi trong phạm vi cho phép (với Đa nhim dải tần làm việc là 50,6Hz>f > 49,4Hz), ALR là chức năng giúp cho bô điều tốc giữ cho công suất thực của tổ máy ổn định ở 1 giá trị đặt trước (active power set point). - ALR có 2 kiểu (mode) thực hiện (được thể hiện bằng 2 biến 0*GRE_ALR_USE_MD: ALR in use mode & 0*GRE_ALR_LOCK_MD: ALR in lock mode). - USE: sử dụng chức năng ALR (0*GRE_ALR_USE_MD = presence & 0*GRE_ALR_LOCK_MD = asbsence). Công suất phát của tổ máy được duy trì bởi giá trị đặt công suất (0*GTAS001MW: active power effective setpoint). - LOCK: không sử dụng chức năng ALR (0*GRE_ALR_USE_MD = asbsence & 0*GRE_ALR_LOCK_MD = presence). Công suất phát không phụ thuộc vào giá trị đặt mà phụ thuộc vào giá trị đặt của chặn tải ( load limit: 77) & mức tốc độ (Speed level: 65P). b/ Nguyên lý làm việc của ALR:  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 69 - Khi đang ở LOCK mode, USE mode được thực hiện khi các điều kiện sau đây cùng thỏa: - Có lệnh chọn USE mode (0*GRE_ALR_USE =1 # ALR use order = request). - Tổ máy không đang ở 1 trình tự dừng máy nào đó (sequence 4, 5E, 6Q, 7R). - 50,6Hz > tần số lưới f > 49,4Hz . - Khi đang ở USE mode, LOCK mode được thực hiện khi 1 trong các điều kiện sau đây thỏa: - Có 1 lệnh chọn LOCK mode (0*GRE_ALR_LOCK =1 # ALR lock order = request). - Tần số lưới f > 50,6 Hz hay f < 49,4 Hz sau 1sec. - Tổ máy đang ở 1 trình tự dừng máy nào đó (sequence 4, 5E, 6Q, 7R). + Hoạt động của điều tốc khi ALR chuyển từ LOCK mode sang USE mode: - Giảm giá trị 77 cho đến khi 77 < độ mở cần gạt nước (deflector). - Điều chỉnh giá trị 65P sao cho 77 x 1,18 < 65P < 77 x 1,23 với điều kiện: - 2% < độ mở deflector < 99% (với H1,2,3 & 100% với H4) - 59% < 65P < 109,5% - So sánh giá trị công suất đặt với công suất hiện hành, điều chỉnh 77 & 65P sao cho: - công suất trung bình tổ máy – công suất đặt< 0.5MW (dead band). - 59% < 77 < 97 %. - 77 x 1,18 < 65P < 77 x 1,23. + Hoạt động của điều tốc khi ALR chuyển từ USE mode sang LOCK mode: + Giảm giá trị 65P cho đến khi 65P < độ mở cần gạt nước ngay trước đó. + Điều chỉnh giá trị 77 cho đến khi 77 = 93% + Trong quá trình giảm 65P & tăng 77, nếu 1 trong các nút 77, 65P RAISE hoặc LOWER bị kích hoạt quá trình giảm 65P & tăng 77 sẽ được ngừng ngay. Giá trị của 65P & 77 sẽ giữ giá trị có được tại thời điểm đó. c/ Các lưu ý khi sử dụng chức năng ALR. - Khi chuyển ALR từ mode này sang mode khác và quá trình điều chỉnh các thông số chưa kết thúc mà chuyển ngược trở lại sẽ làm cho các quá trình này thực hiện sẽ không như ý muốn. - Nếu gặp trường hợp trên, chuyển ALR sang LOCK mode, nhấn vào1 trong các nút 77,65P RAISE hoặc LOWER để ngưng quá trình điều chỉnh tự động các trị số 65P & 77, rồi hiệu chỉnh các trị số 65P, 77 bằng tay. 2.2.2 Điều chỉnh hữu công Có 2 phương thức điều chỉnh hữu công: 2.2.2.1 Điều tần: - Công suất tổ máy thay đổi phụ thuộc vào tần số lưới. Trong hệ thống điện, phương thức này được gọi là điều tần cấp I, được áp dụng khi có yêu cầu của ĐĐQG hay khi tách lưới chạy độc lập. Mục đích của điều tần là điều chỉnh công suất phát của tổ máy để duy trì tần số lưới nằm trong phạm vi từ 50 Hz + 0,2 Hz. 2.2.2.2 Cố định: Công suất tổ máy không thay đổi & bằng giá trị đặt trước khi tần số lưới thay đổi trong phạm vi cho phép. Đây là phương thức thường dùng khi tổ máy hòa lưới. Cố định chia làm 2 trường hợp:  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 70 + Cố định thông thường: Công suất phát của tổ máy được duy trì ổn định theo giá trị đặt trước được yêu cầu bởi ĐĐQG. + Điều tần cấp II: Khi tần số lưới vượt quá giới hạn 50 + 0,5 Hz, các tổ máy phải được chủ động điều chỉnh công suất trong khả năng có thể để cố gắng đưa tần số lưới về phạm vi 50Hz + 0.5Hz.  Phương thức điều tần: . Phương pháp tự động chuyển sang chế độ điều tần: - Khi ALR đang ở USE mode, chuyển ALR sang LOCK mode. - Khi 77 đã tăng đến 93%, tăng 77 lên giá trị tương ứng với giá trị của deflector khi ở công suất định mức (40 MW). - Điều chỉnh 65P tăng hoặc giảm để đưa tần số về giá trị định mức.. Thông thường nên kết hợp với việc điều chỉnh công suất của các tổ máy cố định để đưa công suất tổ máy điều tần về xấp xỉ 50% định mức (# 20MW). . Phương pháp bằng tay chuyển sang chế độ điều tần: - Khi ALR đang ở LOCK mode, giảm giá trị 65P cho đến khi 65P < độ mở cần gạt nước ngay trước đó. - Tăng 77 lên giá trị giá trị tương ứng với giá trị của deflector khi ở công suất định mức. - Điều chỉnh 65P như đã nêu ở điểm a.3 khoản 2 điều này.  Phương thức cố định: . Phương pháp tự động chuyển sang chế độ cố định: - Khi ALR đang ở LOCK mode, chuyển ALR sang USE mode. - Đặt giá trị công suất đặt theo yêu cầu . Phương pháp bằng tay chuyển sang chế độ cố định: - Khi ALR đang ở LOCK mode, giảm giá trị 77 cho đến khi 77 = độ mở cần gạt nước ngay trước đó. - Tăng 65P lên giá trị giá trị max. - Điều chỉnh 77 để công suất tổ máy = giá trị yêu cầu. . Các lưu ý khi điều chỉnh hữu công: -Trong vận hành bình thường, để giảm tổn thất trên đường ống, ta nên phân chia hữu công trên 2 đường ống là bằng nhau & mỗi máy trên cùng 1 đường ống là bằng nhau. - Khi được ĐĐQG yêu cầu điều tần, nếu công suất dự trữ chỉ còn < 20MW thì phải báo cho ĐĐQG biết. - Để ngăn ngừa bảo vệ 64S tác động nhầm, không cho phép vận hành tổ máy lâu dài nếu công suất phát yêu cầu < 3MW (<2MW là nguy hiểm, 3MW để phòng ngừa sai số). Trong trường hợp bất khả kháng phải vận hành ở công suất < 3MW thì phải chú ý tăng điện áp máy phát để không nhận vô công nhiều hơn -5MVAr. - Tổ máy mà cấp nguồn cho tự dùng chung không được vận hành với công suất < 8MW - Khi điều chỉnh công suất, phải chú ý dòng điện không vượt quá định mức. Nếu điện áp tổ máy đã giảm < 95% định mức (12,5 kV) mà dòng điện vượt quá định mức, phải giảm công suất tổ máy & báo cáo cho ĐĐQG.  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 71 - Khi bị tách lưới quốc gia nhưng các tổ máy vẫn hòa với nhau thì chỉ duy trì duy nhất 1 máy hoạt động ở chế độ điều tần, các tổ máy khác phải ở chế độ cố định để tránh dao động. - Khi bị sự cố rã lưới, tần số lưới thay đổi lớn & dao động: - ALR mode của các tổ máy sẽ tự động chuyển sang LOCK. - Nhanh chóng nhấn vào 1 trong các nút 77, 65P RAISE hoặc LOWER của tất cả các tổ máy. - Chuyển qua cố định bằng tay các tổ máy & chỉ để 1 máy duy nhất ở chế độ điều tần. - Việc giảm dao động lưới được thực hiện bằng việc điều chỉnh giảm dần 77 của các máy cố định. - Theo dõi biên dao động của tần số giảm dần còn < + 0,2Hz, sau đó điều chỉnh công suất các tổ máy để đưa tần số về 50 Hz.  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 72 CHƯƠNG IV: TỔNG KẾT 1. Ý nghĩa của hệ thống điều tốc trong nhà máy thủy điện Đa Nhim - Bộ điều tốc là một thiết bị quan trọng không thể thiếu trong bất kỳ nhà máy thủy điện nào. Đây là một hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ của tổ máy luôn ở giá trị định mức khi tổ máy ở chế độ vận hành bình thường, đồng thời đảm bảo được các chức năng sau: - Khởi động tự động hoặc bằng tay tổ máy. - Chạy không tải tổ máy. - Đảm bảo tổ máy làm việc trên lưới ở các chế độ: "Công suất", "Tần số", "Điều khiển nhóm" và "Bù đồng bộ". - Đảm bảo chuyển đổi tổ máy từ chế độ công suất sang chế độ bù và ngược lại. - Tự động chuyển từ các chế độ "công suất", "điều khiển nhóm" sang chế độ "tần số" khi tần số lưới vượt quá giá trị cho phép. - Dừng tổ máy trong chế độ bù. - Dừng bình thường và dừng sự cố tổ máy. Ngoài các chức năng trên, qua khảo sát em nhận thấy đây là bộ điều tốc làm việc hết sức tin cậy, ít xảy ra sự cố trong quá trình vận hành, an toàn, khả năng dự phòng cao do có 2 PLC 1 master & 1 standby. 2. Những đặc trưng chính của khối điều tốc: + Khối điều tốc là một bộ điều khiển số có tính hiệu quả và ổn định cao với công nghệ phần cứng mới nhất sử dụng tốt cho việc điều khiển hệ thống máy phát điện. + Việc điều khiển tốc độ cao có được nhờ sử dụng bộ điều khiển điều chỉnh được thích tương thích với bộ vi sử lý 32 bít cho hoạt động của từng phần và cơ sở dữ liệu vào ra tương tự cho điều khiển bộ điều tốc. - Độ tin cậy cao, dễ vận hành với hai chế độ là tự động và bằng tay. - Dễ dàng trong việc bảo trì: - Những bộ cài đặt 65F, 65P, 77 được lập phần mềm vì vậy những biến trở, chổi than, bộ chuyển mạch động cơ điện trước đây trở nên không cần thiết, việc thay đổi, bảo dưỡng chúng vì vậy cũng không cần nữa. - Cải thiện trong độ tin cậy và bảo trì: + Phần điều khiển tuần tự được lập phần mềm. + Thay đổi và cài đặt thông số bằng công cụ bảo trì. - Có thêm những đặc trưng mới: + Chức năng ghi lại những hiện tượng bất thường thoáng qua (có thể chép ra đĩa mềm và reset). + Chức năng tự chẩn đoán. Sự bảo trì vì vậy được cải thiện nhờ sử dụng hiệu quả những số liệu này (với công cụ bảo trì)  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 73 - Tạo bản sao số liệu của bộ điều tốc PLC có khả năng tự động ghi nhận các đại lượng điều khiển theo chu kỳ, nhờ vậy nó có thể tạo 1 bản sao chính xác các hiện tượng chuyển tiếp xảy ra khi sự cố nặng (86-1 & 86-2) & cung cấp dữ liệu này để phân tích sự cố trên máy tính bảo trì với dạng biểu đồ. Việc ghi có thể hoàn tất ngay cả khi PLC bị mất nguồn. 3. Các lưu ý khi vận hành hệ thống điều tốc - Sau khi CB chính đóng ở giai đoạn hòa lưới, kiểm tra tín hiệu 52 Close & 52 OPEN & độ mở của kim dưới tại monitor. - Khi bộ điều tốc ở trạng thái ổn định, balcance meter có giá trị dương khoảng 0,2 V. Nếu balance meter có giá trị không hoặc âm trong thời gian dài, thì phải tìm hiểu rõ nguyên nhân qua các thông số liên quan. - Sau khi sự cố 86-1 hay 86-2 xãy ra, đèn MANU SAVE TEST DATA sáng, nếu không xác nhận rõ nguyên nhân sự cố, phải tiến hành ghi nhận sự cố bằng máy tính bảo trì trước khi nhấn nút MANU RESET TEST DATA - Việc thao tác chạy máy bằng tay phải tiến hành theo phiếu thao tác mẫu . - Khi thao tác tháo ráp các card, phải off nguồn. - Lưu ý về relay 12MX ngậm điện thường xuyên.  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 74 LỜI CẢM ƠN Với thời gian hơn ba tháng tìm hiểu thực hiện chuyên đề tốt nghiệp với sự giúp đỡ của quý Thầy giáo, Cô giáo trong bộ môn và đặc biệt dưới sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của Thầy giáo TS. Lê Kỹ. Cùng với sự cố gắng của bản thân đến nay em đã hoàn thành các phần mà trong chuyên đề yêu cầu. Sau thời gian được học tập tại trường với lượng kiến thức về lý thuyết và thực hành mà bản thân em đã được tiếp thu cộng với việc thực hiện đồ án tốt nghiệp này em tin rằng đây sẽ là vốn kiến thức cơ bản mà em đã gặt hái được, đây sẽ là hành trang vững chắc để em tự tin tiếp cận vào công việc sau khi tốt nghiệp ra trường. Trong quá trình thực hiện chuyên đề này mặc dù đã cố gắng hết sức mình, song không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy, cô để đồ án em được hoàn thiện hơn nữa. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến các thầy, cô giáo trong khoa, trong bộ môn và thầy giáo hướng dẫn Lê kỹ đã tận tình chỉ bảo em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này . Đà Nẵng, ngày tháng năm 2011 Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 75 PHỤ LỤC Các sơ đồ trình bày trong quá trình bảo vệ đồ án: 1. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA BỘ ĐIỀU TỐC 2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BỘ ĐIỀU TỐC 3. HỆ THỐNG DẦU ĐIỀU KHIỂN CỦA BỘ ĐIỀU TỐC 4. ĐẶC TÍNH SPEED DROOP CỦA BỘ ĐIỀU TỐC 5. ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG CỦA BỘ ĐIỀU TỐC Ở CHẾ ĐỘ TỰ ĐỘNG 6. ĐẶC TÍNH KIM - CẦN GẠT NƯỚC TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Vận hành hệ thống điện ( Trần Quang Khánh – Nhà xuất bản khoa học & kỹ thuật). 2. Bài giảng Vận hành hệ thống điện ( Trường ĐHBK Đà Nẵng – Bộ môn hệ thống điện ). 3. Quy trình vận hành và xử lý sự cố Nhà máy thủy điện Đa Nhim ( Nhà máy thủy điện Đa Nhim – Hàm Thuận – Đa my ).  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 76 1. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA BỘ ĐIỀU TỐC :  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 77 2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BỘ ĐIỀU TỐC  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 78 4. ĐẶC TÍNH SPEED DROOP CỦA BỘ ĐIỀU TỐC :  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 79 5. ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG CỦA BỘ ĐIỀU TỐC Ở CHẾ ĐỘ TỰ ĐỘNG : 6. ĐẶC TÍNH KIM - CẦN GẠT NƯỚC :