BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ NGÀNH: ĐIỆN KỸ THUẬT  NGUYỄN VĂN TRÍ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG KÍCH TỪ UNITROL 6800 NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN IALY CHUYÊN NGHÀNH: ĐIỆN KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cán hướng dẫn: NGUYỄN MINH KHỨ Quản đốc phân xưởng sửa chữa nhà máy thuỷ điện Ialy QUY NHƠN - 5/2009 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ialy Chương I: Tổng quan nhà máy thủy điện TÓM TẮT ĐỒ ÁN  Đồ án chia làm chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan Nhà máy thủy điện Ialy Đề cập vấn đề điều kiện tự nhiên, vị trí địa lý công trình, thông số địa hình, địa chất, thuỷ văn vv… qua nhiều năm khảo sát Trên sở đến định lựa chọn phương án thiết kế, thông số cho công trình như: Mực nước dâng bình thường, mực nước chết, công suất lắp máy, công suất đảm bảo vv…Từ đưa phương án lựa chọn thiết bị động lực turbine, máy phát, máy biến áp cấp điện áp, sơ đồ nối điện chính, sơ đồ nối điện tự dùng…, cho đạt phương án tối ưu kinh tế, kỹ thuật Đặc điểm dây chuyền công nghệ sản xuất điện nhà máy thuỷ điện, vị trí, vai trò tầm quan trọng Nhà máy thuỷ điện Ialy hệ thống điện Việt Nam Chương nói đến mục đích hệ thống kích từ, dạng hệ thống kích từ, khối chức điều khiển, hạn chế bảo vệ hệ thống kích từ Chương trực tiếp vào hệ thống kích từ Unitrol 6800 Nhà máy thủy điện Ialy: - Mô tả vận hành hệ thống kích thích - Cấu tạo nguyên lý làm việc - Các chế độ làm việc hệ thống kích thích hệ thống - Quá trình kích từ ban đầu - Quá trình điều chỉnh điện áp tay - Quá trình tự động điều chỉnh điện áp v v… Chương ưu nhược điểm hệ thống kích từ Unitrol 6800 Tóm lại ứng dụng hệ thống kích từ SVTH:NGUYỄN VĂN TRÍ  Trang GVHD:NGUYỄN MINH KHỨ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ialy Chương I: Tổng quan nhà máy thủy điện MỤC LỤC Bìa Lời cảm ơn Tóm tắt đồ án Mục lục CHƯƠNG II: CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG KÍCH TỪ 2.1 Máy phát điện đồng 23 2.1.1 Nguyên lý làm việc máy phát điện đồng 23 2.1.2 Phương trình điện áp máy phát điện 24 2.1.3 Phản ứng phần ứng máy điện đồng 26 2.2 Định nghĩa hệ thống kích từ 29 2.3 Mục đích 30 2.4 Sơ đồ khối chức tiêu biểu hệ thống điều khiển kích từ cho máy phát điện đồng 31 2.4.1 Chức kích thích 31 2.4.2 Chức điều chỉnh điện áp (AVR) .31 2.4.3 Chức cảm biến điện áp bù tải 31 2.4.4 Chức ổn định hệ thống công suất .32 2.4.5 Bộ hạn chế bảo vệ 32 2.5.4 Các loại hệ thống kích thích 32 2.5.1 Hệ thống kích thích từ nguồn chiều 32 2.5.2 Hệ thống kích thích dùng máy phát phụ 33 2.5.3 Hệ thống kích thích tự kích 33 2.6 Chức điều khiển 34 2.6.1 Bộ điều chỉnh AC & DC 34 2.6.1.1 Điều chỉnh theo modul dòng điện máy rotor (kích từ) |IF| 34 SVTH:NGUYỄN VĂN TRÍ  Trang GVHD:NGUYỄN MINH KHỨ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ialy Chương I: Tổng quan nhà máy thủy điện 2.6.1.2 Điều chỉnh theo độ lệch điện áp ∆Uf 35 2.6.2 Mạch ổn định hệ thống kích thích 36 2.6.3 Bộ bù phụ tải (bộ tạo đặc tuyến) 37 2.7 Các hạn chế bảo vệ 38 2.7.1 Giới hạn khả phát công suất kháng .39 2.7.1.1 Đường cong khả phát công suất kháng 39 2.7.1.2 Đường cong điện áp V 44 2.7.2 Bộ giới hạn thiếu kích thích 44 2.7.3 Bộ giới hạn kích thích 45 2.7.4 Bộ giới hạn V/Hz bảo vệ 46 2.7.5 Mạch diệt từ 47 2.7.5.1 Bộ dập từ trường 47 2.7.5.2 Điện trở biến đổi 48 2.8 Ảnh hưởng tính chất tải đến hệ thống kích từ 48 2.8.1 Tải có tính cảm .48 2.8.2 Tải có tính dung 48 2.9 Các chế độ làm việc hệ thống kích từ 49 2.9.1 Chế độ dòng điện bé (chế độ làm việc van - gọi tắt chế độ 2) 49 2.9.2 Chế độ dòng điện làm việc bình thường (chế độ 2-3) 57 2.9.3 Chế độ tải (chế độ 3) : .70 2.9.4 Chế độ ngắn mạch (chế độ 3-4) : 76 2.9.5 Chế độ nghịch lưu biến đổi 78 2.10 Nguyên tắc chung điều chỉnh điện áp HTKT 86 Bản vẽ Bản vẽ 1: Sơ đồ nối điện nhà máy thủy điện Ialy Bản vẽ 2: Sơ đồ khối hệ thống kích từ nhà máy thủy điện Ialy Bản vẽ 3: Sơ đồ mạch xả từ Crowbar Bản vẽ 4: Sơ đồ đặc tính đặc tính điều chỉnh máy phát đồng SVTH:NGUYỄN VĂN TRÍ  Trang GVHD:NGUYỄN MINH KHỨ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ialy Chương I: Tổng quan nhà máy thủy điện Bản vẽ 5: Sơ đồ đặc tính mồi từ (kích từ ban đầu) SVTH:NGUYỄN VĂN TRÍ  Trang GVHD:NGUYỄN MINH KHỨ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ialy Chương I: Tổng quan nhà máy thủy điện CHƯƠNG I SƠ LƯỢT VỀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN KẾ HOẠCH PHÁT TRIỂN THỦY ĐIỆN TRONG LƯU VỰC SÔNG SÊ SAN Hình 1.1: Hệ thống bậc thang thủy điện sông Sêsan 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN Sông Sê San sông có trữ thủy điện đứng thứ sau sông Hồng sông Đồng Nai Sông Sê San phụ lưu bên bờ trái sông Mê Công Sông bắt nguồn từ phía bắc cao nguyên Gia Lai – Kom Tum với nhánh thượng nguồn sông Prông Pôkô sông ĐăkBla Sau nhánh nhập với tạo thành dòng sông Sê San tiếp tục SVTH:NGUYỄN VĂN TRÍ  Trang GVHD:NGUYỄN MINH KHỨ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ialy Chương I: Tổng quan nhà máy thủy điện chảy theo hướng Đông bắc – Tây nam hướng biên giới Việt Nam - Campuchia Tại sông tiếp nhận sông Sa Thầy bờ phải chảy vào đất Campuchia qua tỉnh Ratanakiri Stung Treng đổ sông Mê Công thị trấn Stung Treng Tổng diện tích lưu vực sông Sê San đất Việt Nam 11.450 km2 chủ yếu tỉnh Kon Tum Gia Lai, 61,65% tổng diện tích lưu vực sông Sê San (18.570km ) Đặc trưng hình thái số nhánh sông lưu vực sông Sê San đất Việt Nam trình bày bảng 1.1 Bảng 1.1 TT Sông suối Diện tích Chiều dài Độ rộng Độ dốc Lưu vực Sông (km) Trung bình Trung bình (km) (%o) (km2) Sông ĐăkBla 3.050 145 - 8,1 Sông Krông Pôkô 3.530 121 20 6,5 Sông Sa Thầy 1.562 104 15 4,3 Sông Sê San 11.450 237 44 3,6 Địa hình lưu vực Sê San phức tạp, bị chia cắt mạnh Phần phía Bắc lưu vực địa hình khối núi Ngọc Linh có đỉnh 2598 m, phần phía Tây khối núi Ngọc Bin San có đỉnh cao 1939 m phía Đông có dãy Ngọc Cơ Rinh cao 2025 m Do đặc điểm địa hình vùng chia cắt mạnh dẫn đến khác biệt đáng kể khí hậu phần lưu vực đặc biệt chế độ mưa, độ ẩm không khí Khí hậu lưu vực mang đặc điểm khí hậu Tây Trường Sơn, thể chế độ nhiệt, mưa, ẩm nhiều yếu tố khác Mùa mưa lưu vực từ tháng đến tháng 10 Lượng mưa trung bình năm dao động từ 2600 ÷ 3000 mm vùng núi phía Bắc vùng cao nguyên Pleiku; phía Tây Nam lưu vực khoảng 1700 ÷ 1800 mm; vùng trũng KomTum bị chắn gió bị bao dãy núi, phía Nam lưu vực mưa vào khoảng 1700 mm Dòng chảy sông Sê San chia làm mùa: mùa kiệt mùa lũ Mùa lũ tháng kết thúc vào tháng 11, mùa kiệt tháng 12 đến tháng năm sau 1.2 KẾ HOẠCH PHÁT TRIỂN THỦY ĐIỆN TRONG LƯU VỰC Nghiên cứu quy hoạch phát triển thủy điện sông Sê San trải qua thời gian dài SVTH:NGUYỄN VĂN TRÍ  Trang GVHD:NGUYỄN MINH KHỨ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ialy Chương I: Tổng quan nhà máy thủy điện nhiều quan khác Nghiên cứu Thủ tướng phủ thông qua văn số 496/CP-CN ngày 07/06/2001 Trên lưu vực sông Sê San có công trình thủy điện lớn dòng với thông số kỹ thuật trình bày bảng 1.2 Bảng 1.2 Flv MNDBT Whi Nlm (m) (106m3) (MW) 1170 122,7 220 2006 2009 3216 570 948 100 2004 2007 Ialy 7455 515 779 720 1993 2000 Sê San 7788 304,5 3,8 260 2002 2006 Sê San A 8084 239 4,0 108 2002 2006 Sê San 9326 215 264 360 2005 2009 TT Tên công trình Thượng KonTum 350 Pleikrông (km2) Năm XD Năm VH Trong công trình hợp thành hệ thống bậc thang thủy điện sông Sê San với công suất lắp máy đến 1800 MW sản lượng điện bình quân năm tỷ kWh, cung cấp điện trực tiếp đến trạm 500kV Pleiku “điểm giữa” hệ thống điện Trong công trình gồm Ialy, Pleikrông, Sê San công trình có hồ điều tiết mùa điều tiết năm có tác động đáng kể đến chế độ dòng chảy hạ lưu sông Sê San Công trình Sê San Sê San 3A công trình có hồ điều tiết ngày Công trình Thượng Kon Tum hồ điều tiết nhiều năm chuyển dòng chảy lưu vực sông Trà Khúc diện tích lưu vực hồ nhỏ so với diện tích lưu vực sông Sê San ([...]... ĐỀ CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG KÍCH TỪ  TIÊU CHUẨN CỦA ĐIỆN NĂNG Tiêu chuẩn của điện năng là điện áp và tần số Khi phụ tải thay đổi, dẫn đến tần số và điện áp nguồn sẽ thay đổi theo, nếu không có những bộ tự động điều tần, tự động điều áp thì hệ thống điện sẽ mất ổn định 2.1 MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 2.1.1 Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ Hệ thống kích từ cung cấp dòng điện kích từ (dòng điện không đổi)... Nam, vì nhà máy thuỷ điện Ialy là nối lên đoạn giữa của đường dây 500kV tại trạm 500kV Pleiku • Máy phát, máy cắt khí đầu cực, TI, dao cách ly, cáp dầu 500kV và máy biến áp do UKRAINA chế tạo • TU, chống sét van, máy cắt 500kV của G7 chế tạo • Hệ thống điều khiển của nhà máy thuỷ IALY là do hãng SIEMENT cung cấp 1.5.2 Sơ đồ tự dùng xoay chiều 6,3kV; 0,4 kV Hệ thống điện tự dùng nhà máy thủy điện Ialy. .. và TD4B nối vào tổ máy 1 và tổ máy 4 • Dùng sơ đồ tự kích thyristor qua máy biến áp TE nối ngay đầu cực máy phát • Trạm 500kV nhà máy được nối theo sơ đồ tứ giác • Chức năng chính của nhà máy trong hệ thống điện là vận hành phủ đỉnh trong mùa khô và là nhà máy nền trong mùa mưa Ngoài ra nhà máy thuỷ điện IALY còn đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều chỉnh điện áp trên hệ thống truyền tải 500kV... đồ điện của nhà máy: • Nhà máy thủy điện có công suất 720MVA với 4 tổ máy, điện áp đầu cực máy phát 15,75kV • Nhà máy là nhà máy ngầm và được nâng áp lên 500kV để nối vào lưới điện quốc gia qua trạm 500kV Pleiku với hai tuyến đường dây song song, khi sự cố hoặc sửa chữa một đường dây thì đường dây còn lại cũng có khả năng truyền tải hết công suất của nhà máy • Tổ máy nối theo sơ đồ nối bộ máy phát -máy. .. trợ từ 2.2 ĐỊNH NGHĨA HỆ THỐNG KÍCH TỪ Hệ thống kích từ có nhiệm vụ cung cấp dòng một chiều cho cuộn dây kích từ của máy phát điện đồng bộ Nó phải có khả năng điều chỉnh bằng tay hoặc tự động dòng kích từ để đảm bảo chế độ làm việc ổn định, kinh tế với chất lượng điện năng cao trong mọi tình huống Trong chế độ làm việc bình thường điều chỉnh dòng kích từ có thể điều chỉnh được điện áp đầu cực máy phát,... suất phản kháng vào lưới Điện áp trên thanh cái của máy phát điện và trong lưới cung cấp có thể được điều chỉnh bằng hệ thống TĐK (tự động điều chỉnh kích từ) của máy phát điện Thiết bị TĐK nhằm giữ điện áp không đổi khi phụ tải biến động ngoài ra TĐK còn nhằm mục đích nâng cao giới hạn công suất truyền tải từ máy phát điện vào hệ thống, đặc biệt là khi nhà máy điện nối với hệ thống qua đường dây dài,... BIẾN ĐIỆN ÁP VÀ BỘ BÙ TẢI TẠO ĐẶC TUYẾN 1 BỘ KÍCH THÍCH 5 3 MÁY PHÁT TỚI HỆ THỐNG 4 BỘ ỔN ĐỊNH Hình 2.6: Sơ đồ khối của hệ thống kích thích tiêu biểu 2.4.1 Chức năng bộ kích thích Cung cấp dòng một chiều cho cuộn dây phần cảm để tạo từ trường của máy điện đồng bộ, tạo nên công suất tiêu thụ của hệ thống kích thích Thông thường định mức bộ kích thích biến thiên từ (2 ÷ 3,5)kW/MVA của định mức máy phát... trọng của NMTĐ Ialy đối với nền kinh tế quốc dân Công trình thuỷ điện Ialy là thuỷ điện có nguồn điện lớn và có vị trí nằm ở Cao nguyên Trung bộ Nhà máy thuỷ điện Ialy cung cấp một lượng điện năng đáng kể 3,6 tỉ kWh/ năm, hơn 10% sản lượng điện Quốc gia cho khu vực Miền trung, Tây nguyên và miền Nam, giảm công suất lớn truyền tải điện 500kV từ NMTĐ Hoà bình vào khu vực này Hệ thống điện Quốc gia hiện... cách tác động thay đổi dòng điện kích từ, cũng có nghĩa là làm thay đổi sức điện động E q khi phụ tải tăng (Ităng) độ sụt áp ∆U lớn, để giữ điện áp đầu cực máy phát cần tăng E q Ngược lại, phụ tải giảm cần giảm sức điện động Eq một cách tương ứng Cấu tạo của hệ thống kích từ là sử dụng một kênh phản hồi âm theo tín hiệu độ lệch điện áp đầu cực máy phát (tại vị trí đặt BU) với hệ số khuyếch đại Ku Cũng... dùng cho Nhà quản lý hành chính AK được lấy điện từ KPY 6,3kV qua MBA TD12 • Phương thức vận hành bình thường của trạm Diezel là dự phòng tự động: Thanh cái BMD của trạm Diesel được cấp điện liên tục từ -Q120 của THB8 hoặc Q139 THB6 Áptômát - Q101 của trạm Diezel, 453, 454 của THB5 ở trạng thái dự phòng tự động 1.5.3 Sơ đồ tự dùng một chiều của nhà máy • Hệ thống một chiều của nhà máy thủy điện Ialy có