Lời mở đầu

Trước sự phát triển của các nền kinh tế xã hội, trong đó không thể không nói

đến sự phát triển mạnh mẽ của ngành năng lượng điện để đáp ứng nhu cầu công

nghiệp hóa, hiện đại hoá đất nước. Song song với sự đáp ứng nhu cầu về sự phát triển

kinh tế của xã hội thì ngành điện đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong cuộc sống

xã hội cũng như trong an ninh quốc phòng. Trong xu hướng hội nhập quốc tế, sự

phát triển của ngành năng lượng điện thì không thể bỏ qua được chất lượng của điện

năng. Để đảm bảo được sự tin cậy cung cấp điện liên tục, an toàn và hiệu quả cao

nhất như mong muốn, ngoài tiêu chuẩn chất lượng về điện áp thì tần số cũng là một

điều kiện rất quan trọng và quyết định tới chất lượng của điện năng.

Với mục đích nhằm củng cố các kiến thức trong các năm học và bước đầu cho

sinh viên nghiên cứu độc lập em xin nhận đề tài nghiên cứu về bộ điều tốc của nhà

máy thủy điện Đa Nhim để nhìn nhận rõ sự dao động công suất và tần số trong hệ

thống điện.

Để thực hiện thành công đồ án này, em xin chân thành cám ơn quý Thầy, Cô

giáo trong trường Đại học Đà Nẵng và đặc biệt là các Thầy, Cô giáo trong khoa điện

đã nhiệt tình cung cấp cho em những kiến thức cơ bản trong các năm học để em có cơ

sở thực hiện đồ án này. Trong quá trình thực hiện đồ án em xin chân thành cám ơn

Thầy giáo Tiến Sĩ Lê Kỷ đã định hướng và tận tình giúp đỡ cho em trong suốt quá

trình nghiên cứu thực hiện và hoàn thành đồ án.

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng cũng không thể tránh khỏi những sai sót.

Rất mong được sự góp ý của các Thầy, Cô giáo và các bạn để đồ án của em được

hoàn thiện hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn.

Đà Nẵng, ngày tháng năm

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU TỐC . . 5

I. DAO ĐỘNG TẦN SỐ VÀ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN . . 5

1.1 Giới thiệu chung: . . 5

1.1.1 Giai đoạn biến đổi nhanh : . . 5

1.1.2 Giai đoạn biến đổi chậm : . . 6

1.1.2.1: Điều chỉnh sơ cấp: . . 6

1.1.2.2 Điều chỉnh thứ cấp . 7

1.2 Ảnh hưởng của sự thay đổi tần số lên turbin - máy phát . . 9

1.2.1 Ảnh hưởng của sự thay đổi tần số lên máy phát . . 9

1.2.2 Ảnh hưởng sự thay đổi tần số lên turbin . . 10

1.3 Xây dựng đặc tính điều chỉnh của bộ điều tốc . . 11

II. ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ VÀ CÔNG SUẤT TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN . 15

2.1. Tổng quan . . 15

2.2 Điều chỉnh tần số sơ cấp: . . 15

2.2.1 Khái niệm về điều chỉnh tần số sơ cấp: . . 15

2.2.2 Khái niệm chung và nguyên lý điều chỉnh tốc độ turbin: . . 16

2.2.3 Nguyên lý làm việc của hệ thống điều tốc turbin: . . 17

2.2.4 Các dạng đặc tính điều chỉnh tốc độ turbin: . 21

2.2.4.1 Đặc tính điều chỉnh tốc độ turbin độc lập: . 23

2.2.4.2 Đặc tính điều chỉnh tốc độ turbin phụ thuộc: . . 24

2.2.4.3 Đáp ứng của phụ tải đối với sự thay đổi tần số: . . 26

2.2.4.4 Dao động công suất, tần số trong quá trình điều chỉnh sơ cấp. 28

2.2.4.5 Những yêu cầu về điều chỉnh tần số sơ cấp: . . 29

2.3 Điều chỉnh thứ cấp: . 30

2.3.1 Khái niệm : . . 30

2.3.2 Điều khiển tần số thứ cấp trong hệ thống điện độc lập: . . 31

CHƯƠNG II: KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA

NHIM 32

I.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY . 33

1.1 Lịch sử hình thành và hoạt động . 33

1.2 Công trình của nhà máy . 35

1.2.1. Caùc coâng trình thuyû löïc: . . 35

1.2.2. Coâng trình ñieän : . . 41

1.2.3. Thiết bị điện, máy điện thông số và đặc tính kỹ thuật . 42

1.2.3.1. Phaàn cô : . . 42

a. Turbine: . . 42

b. Van chính (inlet valve): . . 43

c. Heä thoáng daàu aùp löïc: . 43

d. Hệ thống dầu bôi trơn, nâng trục: . . 44

e. Goái truïc: goàm 2 goái phía turbine & phía SSG . . 45

f. Heä thoáng nöôùc laøm maùt toå maùy. 45

g. Boä ñieàu toác: . 45

1.2.3.2 Phaàn ñieän: . 46

a. Maùy phaùt . 46

b. Maùy bieán aùp chính . 47

c. MBA kích töø: . 48

d. Heä kích töø: . 48

II /.TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU TỐC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA NHIM . 49

2.1 Bộ điều tốc: . 49

2.1.1. Các thông số kỷ thuật của bộ điều tốc . 49

1. Hiệu . 49

2. Kiểu . 49

3. Cấu trúc . 49

4. Cấu trúc 1 PLC . 49

5. Cơ cấu chấp hành: . 49

6. Nguồn cung cấp: . 50

7. Máy phát tốc: . 50

8. Final speed drop: . 50

9. Dải đặt mức tốc độ (speed level): . 50

10. Biên độ điện áp điều khiển . 50

11. Thời gian đóng mở kim . 50

12. Thời gian đóng/mở cần gạt . 50

2.1.2. Các thành phần, cấu trúc của bộ điều tốc . 50

1. Mạch cảm nhận tốc độ . 50

1.1. Máy phát tốc:(Speed Signal Generator : SSG) . 50

1.2. Relay tốc độ . 50

2. LVDT: (linear variable differential transformer . 51

3. Governor unit: . 52

4. Nguồn cung cấp: . 53

5. Hộp điều khiển (control box): . 54

5.1 Tủ điều khiển . 55

5.2 Nguồn cho dụng cụ bảo dưỡng. 57

III.PHẦN THỦY LỰC CỦA BỘ ĐIỀU TỐC. 57

1.1 Hệ thống kim, cần gạt nước & servo cần gạt . 57

1.2 Converter valve: (van chuyển đổi) có 3 cái: . 57

a. Ñaëc ñieåm chung: . 57

b. Ñaëc ñieåm kyõ thuaät: . 58

c. Caáu taïo vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng: . 58

d. Hoaït ñoäng baûo döôõng: . 60

1.3 Van phaân phoái cho van chính: . 60

1.4 Van phân phối cho cần gạt (distributing valve) . 61

1.5 Van 65S . 61

2. Nguồn cấp dầu cho bộ điều tốc: . 61

IV. PHẦN ĐIỆN CỦA BỘ ĐIỀU TỐC . 62

1. Chức năng hệ thống điều tốc: . 62

a. Cấu hình hệ thống bộ điều chỉnh khối điều tốc được mô tả như hình sau: . 62

b. Mô tả chức năng: . 62

c. Sơ đồ nguyên lý của bộ điều tốc. 62

d. Nguyên tắc đều khiển của bộ điều tốc . 63

1. Kiểm tra đầu vào và mức độ chuyển đổi: . 63

2. Điều khiển bằng tay Turbin: . 63

3. Điều khiển khởi động: . 63

4. Điều khiển tốc độ: . 64

5. Điều khiển tốc độ theo yêu cầu: . 65

6. Điều khiển tải: . 65

7. Điều khiển PID: . 66

8. Ưu điểm của bộ điều tốc . 72

9. Kết nối máy tính với bộ điều khiển: . 66

CHƯƠNG III. VAI TRÒ CỦA ĐIỀU TỐC TRONG CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH

CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA NHIM . 68

I. Khái Quát . 68

II. Chức năng và vai trò của bộ điều tốc. 68

2.1 Chức năng của bộ điều tốc . 68

2.2. Vai trò của bộ điều tốc . 68

2.2.1. Tự động ổn định công suất (auto load regulator: ALR) . 68

2.2.2 Điều chỉnh hữu công . 69

2.2.2.1 Điều tần . 69

2.2.2.2 Cố định . 69

CHƯƠNG IV: TỔNG KẾT . 72

1. Ý nghĩa của hệ thống điều tốc trong nhà máy thủy điện Đa Nhim

2. Những đặc trưng chính của khối điều tốc

3. Các lưu ý khi vận hành hệ thống điều tố