Đang tải... (xem toàn văn)
Điện năng có tầm quan trọng rất lớn đối với đời sống con ngƣời nói chung cũng như sự phát triển kinh tế của một quốc gia nói riêng. Điện năng là một sản phẩm không thể nào thiếu trong cuộc sống của chúng ta hiện nay cũng như tương lai sau này. Với các điều kiện sinh hoạt, điện được dùng để chiếu sáng, chạy quạt, ti vi…Với các xí nghiệp công nghiệp điện năng để thực hiện cơ khí hóa, tự động hóa các quá trình sản xuất làm cho năng suất lao động ngày một tăng cao tiết kiệm nguồn nguyên liệu, giảm nhẹ điều kiện làm việc của con người. Trong nông nghiệp điện năng được dùng để khống chế ảnh hưởng của thiên nhiên, nâng cao năng suất trồng trọt, chăn nuôi, cải tạo môi trường sống cho con người. Trong giao thông vận tải làm tăng khả năng chuyên chở, giảm nguyên liệu và chi phí vận hành.
LỜI MỞ ĐẦU Điện có tầm quan trọng lớn đời sống ngƣời nói chung nhƣ phát triển kinh tế quốc gia nói riêng Điện sản phẩm thiếu sống nhƣ tƣơng lai sau Với điều kiện sinh hoạt, điện đƣợc dùng để chiếu sáng, chạy quạt, ti vi…Với xí nghiệp công nghiệp điện để thực khí hóa, tự động hóa trình sản xuất làm cho suất lao động ngày tăng cao tiết kiệm nguồn nguyên liệu, giảm nhẹ điều kiện làm việc ngƣời Trong nông nghiệp điện đƣợc dùng để khống chế ảnh hƣởng thiên nhiên, nâng cao suất trồng trọt, chăn nuôi, cải tạo môi trƣờng sống cho ngƣời Trong giao thông vận tải làm tăng khả chuyên chở, giảm nguyên liệu chi phí vận hành Nói chung điện giúp ngƣời có bƣớc tiến lớn vƣợt bậc mặt nhƣ y tế, giao thông vận tải, giáo dục, công nghiệp…Chính cần phải trọng phát huy để ngành điện ngành mũi nhọn, di trƣớc bƣớc nghiệp lên đất nƣớc, tiến tới điện khí hóa tất ngành sản xuất, dịch vụ viễn thông… giúp ngƣời phát huy đƣợc khả sáng tạo phát minh thiết bị máy móc đại phục vụ nhu cầu ngày cao nhân loại Vận hành máy phát điện phức tạp đòi hỏi nhân viên thao tác phải có trình độ ký thuật cao máy phát điện làm việc với nhiều chế độ khác phụ thuộc vào tải điều kiện làm việc Vận hành máy phát điện hợp lí không nâng cao khả sử dụng mà kéo dài tuổi thọ Sau thực tập nhà máy nhiệt điện Phả Lại công ty nhiệt điện Phả Lại em đƣợc giao đề tài tốt nghiệp : “Tổng quan nhà máy nhiệt điện Đi sâu nghiên cứu trình chuyển đổi chế độ làm việc máy phát ” Nội dung đề tài gồm chƣơng : - Chƣơng 1: Tổng quan nhà máy nhiệt điện Phả Lại - Chƣơng 2: Vận hành máy phát với hệ thống kích từ điều chỉnh điện áp - Chƣơng 3: Chuyển chế độ làm việc máy phát CHƢƠNG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 1.1 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN Nhà máy điện có nhiệm vụ biến đổi lƣợng sơ cấp nhƣ than, dầu, khí đốt, thủy … thành điện nhiệt (đối với nhiệt điện rút hơi) Căn vào dạng lƣợng sơ cấp cung cấp cho nhà máy điện mà ngƣời ta phân loại chúng thành nhiệt điện (NĐ), thủy điện (TĐ), điện nguyên tử (NT), điêzen, thủy triều, phong điện , quang điện, …Riêng nhà máy NĐ phân thành hai loại : - Nhiệt điện rút (NĐR) : Một phần lƣợng đƣợc sử dụng vào mục đích công nghiệp sinh hoạt nhân dân vùng lân cận Nhiệt điện ngƣng (NĐN) : Toàn dùng sản xuất điện 1.1.1 Nhà máy nhiệt điện (NĐ) Trong nhà máy nhiệt điện ngƣời ta dùng nhiên liệu than đá, dầu khí đốt, than đá đƣợc sử dụng rộng rãi Để quay máy phát điện, nhà máy nhiệt điện dùng tuabin nƣớc, máy nƣớc (lô cô mô bin), động đốt tuabin khí, tuabin nƣớc có khả cho công suất cao vận hành kinh tế nên đƣợc sử dụng rộng rãi a Ƣu điểm : - Có thể xây dựng gần khu công nghiệp nguồn cung cấp nhiên liệu để giảm chi phí xây dựng đƣờng dây tải điện chuyên chở nhiên liệu -Thời gian xây dựng ngắn (3 ÷ 4) năm - Có thể sử dụng đƣợc nhiên liệu rẻ tiền nhƣ than cám, than bìa khu khai thác than, dầu nặng nhà máy lọc dầu, trấu nhà máy xay lúa … b Nhƣợc điểm : - Cần nhiên liệu trình sản xuất giá thành điện cao - Khói thải làm ô nhiễm môi trƣờng - Khởi động chậm từ ÷ đạt công suất tối đa, điều chỉnh công suất khó, giảm đột ngột công suất phải thải nƣớc vừa lƣợng vừa nƣớc - Hiệu suất thấp : η = 30 ÷ 40 % (NĐ); η = 60 ÷ 70 % (NĐR) 1.1.2 Nhà máy thủy điện (TĐ) Nhà máy thủy điện dùng lƣợng dòng nƣớc để sản xuất điện Động sơ cấp để quay máy phát thủy điện tuabin nƣớc trục ngang hay trục đứng a Ƣu điểm : - Giá thành điện thấp 1/5 ÷ 1/10 nhiệt điện - Khởi động nhanh cần ÷ phút khởi động xong cho mang công suất, để khởi động tổ máy nhiệt điện (kể lò tuabin) phải ÷ - Có khả tự động hóa cao nên số ngƣời phục vụ tính cho đơn vị công suất 1/10 ÷ 1/15 nhiệt điện - Kết hợp vấn đề khác nhƣ công trình thủy lợi, chống lũ lụt, hạn hán, giao thông vận tải, hồ thả cá … - Hiệu suất cao η = 85 ÷ 90 % b Nhƣợc điểm : - Vốn đầu tƣ xây dựng nhà máy lớn - Thời gian xây dựng dài - Công suất bị hạn chế lƣu lƣợng chiều cao cột nƣớc - Thƣờng xa hộ tiêu thụ nên phải xây dựng đƣờng dây cao áp tốn 1.2 NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI Nhà máy nhiệt điện Phả Lại (nay công ty nhiệt điện Phả Lại) đƣợc khởi công xây dựng ngày 17/5/1980 Liên Xô thiết kế mặt 1000 thuộc địa phận thị trấn Phả Lại huyện Chí Linh tỉnh Hải Dƣơng Nhà máy đặt cạnh sông Lục Đầu Giang nơi hội tụ sông: Sông Thái Bình, sông Kinh Thầy, sông Thƣơng, sông Đuống, sông Cầu, sông Lục Nam nhánh sông chảy qua nhà máy nhánh sông thuộc sông Thái Bình Nhà máy đặt cách thủ đô Hà Nội 56km phía đông bắc quốc lộ 18 Nhà máy đƣợc thiết kế với bốn tổ máy theo kiểu khối lò tua bin, công suất đặt máy 120MW, công suất phát 110Mw công suất lò 55Mw Trong : - Tổ máy S1 hoà vào lƣới điện quốc gia ngày 28/10/1983 - Tổ máy hai S2 hoà vào lƣới điện quốc gia ngày 01/9/1984 - Tổ máy ba S3 hoà vào lƣới điện quốc gia ngày 12/12/1985 - Tổ máy bốn S4 hoà vào lƣới điện quốc gia ngày 29/11/1986 - Từ đƣa vào vận hành đến nhà máy cung cấp cho lƣới điện quốc gia gần 40 tỉ kwh Các mốc thời hạn đạt sản lƣợng chẵn dây chuyền : - Ngày 01/01/1985 đạt tỉ kwh - Ngày 07/9/1985 đạt tỉ kwh - Ngày 08/4/1987 đạt tỉ kwh - Ngày 24/4/1989 đạt 10 tỉ kwh - Ngày 19/4/1994 đạt 15 tỉ kwh - Ngày 04/6/1997 đạt 20 tỉ kwh Những năm 1989 đến năm1993 thuỷ điện Hoà Bình xây dựng đƣa vào vận hành tổ máy, nhà máy nhiệt điện Phả Lại phải gánh tỉ trọng lớn sản lƣợng điện cho lƣới điện miền bắc, đóng góp phần không nhỏ cho kinh tế quốc dân Sau với việc đƣa vào vận hành tổ máy lại thuỷ điện Hoà Bình hoà vào lƣới điện quốc gia, nhà máy nhiệt điện Phả Lại phát công suất hạn chế để tập trung khai thác tối đa công suất nhà máy thuỷ điện Hoà Bình theo đạo tổng công ty điện lực Việt Nam công nghiệp Năm 1994 xây dựng đƣờng dây 500kV Bắc – Nam thống hệ thống điện nƣớc, nhà máy nhiệt điện phát công suất cao ổn định đóng vai trò quan trọng thứ hai sau nhà máy thuỷ điện Hoà Bình Để đảm bảo cung cấp điện cho hệ thống, đảm bảo sản suất an toàn, liên tục kinh tế nhà máy nhiệt điện Phải Lại trình vận hành luôn tiến hành đổi trang thiết bị với mục tiêu sau : - Đổi thiết bị không tin cậy tin cậy có nhiều khiếm khuyết vận hành thiết bị tin cậy tốt - Hoàn thiện mạch bảo vệ điều khiển tự động, trang bị thêm thiết bị thiếu - Tập trung hoá việc đo lƣờng, điều khiển hệ thống máy vi tính - Trang bị thêm thiết bị, mạch tự động để phù hợp với việc vận hành hệ thống điện Bắc – Nam thống Nhà máy có 2500 công nhân với phân xƣởng sau : - Phân xƣởng vận hành điện – kiểm nhiệt : Quản lý vận hành toàn thiết bị điện, kiểm nhiệt dây chuyền I - Phân xƣởmg sửa chữa điện – kiểm nhiệt : Sửa chữa, đại tu thí nghiệm toàn thiết bị điện – kiểm nhiệt nhà máy - Phân xƣởng vận hành I : Quản lý vận hành toàn thiết bị lò máy thuỷ lực dây chuyền I - Phân xƣởng vận hành II : Quản lý vận hành toàn thiết bị lò máy thuỷ lực dây chuyền II - Phân xƣởng tự động : Vận hành sửa chữa thiết bị tự động (kiểm nhiệt) dây chuyền II - Phân xƣởng hoá : Kiểm tra, lấy mẫu toàn chất có sử dụng để phục vụ dây chuyền sản xuất điện nhà máy nhƣ: CO 2, H2 than dầu, nƣớc Điều chế bổ sung nƣớc phục vụ cho vận hành lò - Phân xƣởng đại tu nhiệt : Sửa chửa, đại tu toàn thiết bị cơ, nhiệt lò máy nhà máy - Phân xƣởng khí : Sửa chữa gia công thiết bị khí vừa nhỏ phục vụ nhà máy - Phân xƣởng cung cấp nhiên liệu : Quản lý, vận hành toàn hệ thống cung cấp nhiên liệu nhƣ băng chuyền tải than đƣờng sắt, đƣờng sông, khoang lật toa, đẩy toa gác ghi đƣờng sắt thử ga cổ thành vào nhà máy - Hiện nhà máy đƣa vào vận hành dây chuyền II gồm tổ máy với công suất tổ 300MW, điện áp đầu cực máy phát 18,75kV Giữa trạm 220kV hai dây chuyền đƣợc nối qua hai máy cắt nối hai 224 215 Sơ đồ nối điện nhà máy (bản vẽ số 1) - Điện đƣợc lấy từ đầu cực máy phát với điện áp 10,5kV, qua máy cắt đầu cực (901÷904) cung cấp cho máy biến áp tự dùng (TD91÷TD94) máy biến áp làm việc (AT1, AT2, T3, T4) - Ở điều kiện vận hành bình thuờng, điện đƣợc cung cấp liên tục từ máy phát qua máy cắt đầu cực qua máy biến áp tự dùng máy biến áp lực làm việc - Khi xảy cố máy phát ngắn mạch hệ thống từ máy phát đến máy biến áp, máy cắt đầu cực cắt ra, máy phát điện ngừng làm việc chạy không tải - Trạm trời 110kV nhà máy nhiệt điện Phả Lại đƣợc cung cấp điện từ máy phát điện M1 M2 qua hai máy biến áp tự ngẫu AT1, AT2 Trạm 110kV đƣợc liên hệ với trạm 220kV nhờ máy biến áp AT1, AT2 Từ trạm 110kV nhà máy điện đƣợc phân phối truyền tải đến phụ tải đƣờng dây 110kV - Trạm 110kV dùng sơ đồ hệ thống góp làm việc song song C11 C12 có góp vòng C19, để đảm bảo yêu cầu sơ đồ nối điện phải có phƣơng thức vận hành phù hợp - Liên lạc hệ thống C11 C12 qua máy cắt liên lạc 112 - Máy cắt vòng 100 thay cho máy cắt nối vào 110kV đƣa máy cắt đƣờng dây sửa chữa (trừ máy cắt 112) - Chế độ làm việc bình thƣờng C11 C12 làm việc song song - Trạm trời 220KV đƣợc cung cấp từ máy phát điện qua máy biến áp tăng áp Từ trạm 220KV nhà máy điện đƣợc đƣa đến phụ tải lớn đƣờng dây 220KV - Sơ đồ trạm 220KV có hệ thống góp vòng C29 Đây sơ đồ tƣơng đối hoàn chỉnh linh hoạt Liên lạc C21 C22 qua máy cắt liên lạc 212 - Máy cắt vòng 200 thay máy cắt nối C21 C22 - Hệ thống góp 6kV nhà máy đƣợc lấy điện trực tiếp từ điện áp đầu cực máy phát qua máy biến áp tự dùng (TD91÷TD94) cuộn dây phía hạ áp có cuộn dây dùng để cung cấp điện cho phân đoạn 6kV khác - Máy biến áp tự dùng (TD91÷TD94) lấy điện từ máy cắt đầu cực (901÷904) qua máy cắt đầu vào phân đoạn tự dùng (631-A÷634A; 631B÷634B) cung cấp cho phân đoạn 6kV 1BA÷ 4BA 1BB÷4BB cung cấp cho phụ tải nối vào Để đảm bảo cung cấp điện an toàn liên tục, cấp điện áp 6kV có liên động dự phòng từ máy biến áp dự phòng TD10 - Vì lý máy cắt đầu vào phân đoạn 6kV bị ngắt nguồn dự phòng TD10 tự động liên động đóng vào cung cấp cho phân đoạn 6kV - Phân đoạn 0,4 kV khối đƣợc cấp điện từ máy biến áp tự dùng 6/0,4 kV khối 1.3 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN PHẢ LẠI 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý trình sản xuất điện nhà máy điện Phả Lại Sơ đồ nguyên lý trình sản suất điện nhà máy điện Phả Lại đƣợc trình bày H 1.1.Từ kho nhiên liệu (than, dầu), qua hệ thống cấp nhiên liệu 2, nhiên liệu đƣợc đƣa vào lò Nhiên liệu đƣợc sấy khô không khí nóng từ quạt gió 10, qua sấy không khí 12 Nƣớc đƣợc xử lý hóa học, qua hâm nƣớc 13 đƣa vào nồi lò Trong lò xảy phản ứng cháy: hóa biến thành nhiệt Khói, sau qua hâm nƣớc 13 sấy không khí 12 để tận dụng nhiệt, thoát qua ống khói nhờ quạt khói 11 Nƣớc nồi nhận nhiệt năng, biến thành có thông số cao (áp suất P = 130 ÷ 240 kG / cm2, nhiệt độ t = 540 ÷ 565° C) đƣợc dẫn đến tuabin Tại đây, áp suất nhiệt độ nƣớc giảm với trình biến đổi nhiệt thành để quay tuabin Tuabin quay làm quay máy phát : biến thành điện Hơi nƣớc sau khỏi tuabin có thông số thấp (áp suất P = 0,03 – 0,04 kG /cm2; nhiệt độ t = 40° C) vào bình ngƣng Trong bình ngƣng, nƣớc đọng thành nƣớc nhờ hệ thống làm lạnh tuần hoàn Nƣớc làm lạnh ( ÷ 25° C) lấy từ sông, hồ bơm tuần hoàn Để loại trừ không khí lọt vào bình ngƣng, bơm tuần hoàn chọn loại chân không Từ bình ngƣng 5, nƣớc ngƣng tụ đƣợc đƣa qua binh gia nhiệt hạ áp 14 đến khử khí 15 nhờ bơm ngƣng tụ Để bù lƣợng nƣớc thiếu hụt trình làm việc, thƣờng xuyên có lƣợng nƣớc bổ sung cho nƣớc cấp đƣợc đƣa qua khử khí 15 Để tránh ăn mòn đƣờng ống thiết bị làm việc với nƣớc nhiệt độ cao, trƣớc đƣa vào lò, nƣớc cấp phải đƣợc xử lý (chủ yếu khử O2, CO2) khử khí 15 Nƣớc ngƣng tụ nƣớc bổ sung sau đƣợc xử lý, nhờ bơm cấp nƣớc đƣợc qua bình gia nhiệt cao áp 16, hâm nƣớc 13 trở nồi lò Ngƣời ta trích phần nƣớc số tầng tuabin để cung cấp cho binh gia nhiệt hạ áp 14, cao áp 16 khử khí 15 10 Khi đƣợc cung cấp lƣợng công suất phản kháng Q c, hệ số công suất đƣợc cải thiện từ cosφ1 với : (3.2) Việc thay đổi dòng kích từ máy phát nhà máy nhiệt điện Phả Lại đƣợc thực cách điều chỉnh biến trở kích thích vẽ số (sơ đồ chức kích thích máy phát) Khi máy phát làm việc với hệ thống kích thích chính, thay đổi dòng kích từ đƣợc điều chỉnh nhờ tự động điều chỉnh điện áp APB Tín hiệu đƣợc lấy từ TU TI đầu cực máy phát đƣa vào APB Tín hiệu sau xử lý đƣợc đƣa vào cuộn dây OB1 OB2 (cũng điều chỉnh tay) Hai cuộn dây OB1 OB2 tạo nên hiệu ứng corrector thuận nghịch cho việc điều chỉnh điện áp máy phát Ngoài có thêm cuộn thứ (OB3) mắc nối tiếp với mạch kích từ có nhiệm vụ tăng tốc cho tín hiệu điều khiển (dòng kích thích) + OB3 : Cuộn dây nối tiếp kích thích đƣợc đấu nối tiếp với cuộn dây roto máy phát DB, làm tăng độ nhạy hệ thống kích thích phụ tải thay đổi đột ngột + OB1 : Cuộn dây nối tiếp kích thích độc lập tạo nên từ trƣờng tác động nhanh theo từ trƣờng cuộn dây OB3 đảm bảo tăng điện áp máy phát cao tần tăng dòng kích thích máy phát + OB2 : Cuộn dây kích thích độc lập tạo nên từ trƣờng ngƣợc với cuộn dây OB3 để tăng trình giảm kích thích máy phát cao tần phụ tải máy phát giảm đột ngột 66 Dòng kích thích máy phát kích thích (xoay chiều tần số cao) đƣợc đƣa qua chỉnh lƣu điot Sau mạch đƣợc mắc nối tiếp với lọc nhiễu gồm tụ điện trở (nhằm san dòng điện) đƣợc đƣa vào mạch kích thích máy phát Trong mạch kích thích có aptomat dập từ Khi máy phát bị cắt đột ngột, aptomat dập từ đóng mạch kích thích vào điện trở dập từ 3.3 CHUYỂN HỆ THỐNG KÍCH TỪ CHÍNH SANG KÍCH TỪ DỰ PHÒNG Việc chuyển đổi hệ thống kích từ sang hệ thống kích từ dự phòng đƣợc thực hai cách : a Cách thứ : đóng kích từ dự phòng vào làm việc song song với kích từ làm việc, có nghĩa không cắt kích từ khỏi máy phát, sau cắt kích từ làm việc khỏi sơ đồ - Ƣu điểm : không đòi hỏi phải giảm phụ tải máy phát - Nhƣợc điểm : chế độ làm việc song song kích từ với đặc tính khác gây dòng điện cân bằng, dẫn đến đánh lửa cổ góp kích từ Vì thời gian thực không đƣợc diễn lâu (không 2÷3 s) b Cách thứ hai : cắt kích từ đóng kích từ dự phòng (sau thiết bị khử từ trƣờng đƣợc cắt) chuyển sang chế độ không đồng - Ƣu điểm : chuyển kích từ sang kích từ dự phòng theo phƣơng pháp xuất dòng điện cân - Nhƣợc điểm : chuyển máy phát chế độ không đồng cho phép phụ tải không 20÷40% giá trị định mức Trong đa số trƣờng hợp việc chuyển đổi kích từ diễn không 10 giây chế độ không đồng không gây tác động bảo vệ cho phép máy phát mang tải 70÷80% giá trị định mức tuabin có 67 rotor rèn liền Khi chuyển đổi trạng thái kích từ, cần kiểm tra cực cho phù hợp Điện áp kích từ làm việc đƣợc điều chỉnh ứng với loại sơ đồ kích thích cụ thể Khi chuyển từ trạng thái làm việc sang trạng thái dự phòng mà không cắt kích từ khỏi máy phát, cần phải chỉnh định điện áp kích từ dự phòng cao 10% so với điện áp cổ góp rotor Sau kiểm tra đồng cực kích từ làm việc dự phòng Vônmet, tiến hành đóng kích từ dự phòng vào aptomat cầu dao liền không giây, cắt kích từ làm việc Nếu cần thiết điều chỉnh kích từ biến trở shun kích từ dự phòng Khi chuyển đổi từ kích từ sang kích từ dự phòng mà có cắt kích từ khỏi máy phát, phụ tải máy phát cần giảm đến giá trị cho phép chế độ không đồng Tiến hành thay đổi cần thiết sơ đồ làm việc tuabin lò Kích từ đƣợc đóng vào đƣợc kích đến điện áp nhƣ trƣờng hợp chuyển đổi mà không cắt kích từ khỏi máy phát Cắt aptomat khử từ trƣờng, sau cắt kích từ cũ khỏi máy phát đóng kích từ vào, tiếp đóng aptomat khử từ trƣờng tiến hành điều chỉnh kích từ máy phát với kích từ Trong hai trƣờng hợp máy phát cắt khỏi mạng Trong thực tế nhà máy nhiệt điện Phả Lại áp dụng phƣơng pháp thứ để thực chuyển đổi hệ thống kích từ sang hệ thống kích từ dự phòng Quá trình chuyển đổi hệ thống kích từ sang kích từ dự phòng đƣợc thực nhƣ vẽ số (sơ đồ chức kích thích máy phát) + Trƣớc hết phải kiểm tra chắn máy cắt động điện máy kích thích dự phòng đóng điện + Đóng cầu dao B1 bảng ΠCB - 1б máy kích thích dự phòng 68 + Ấn nút lựa chọn SBC cho khối cần thay bảng N8 phòng điều khiển trung tâm + Dùng khóa SAC3 vôn kế PV4 bàn 8aG phòng điều khiển khối để tạo mạch điện áp máy kích thích dự phòng cao điện áp roto từ (10 – 15) % + Dùng khóa SA2 bàn 8aG để đóng aptomat đầu vào kích thích dự phòng B2 + Ngay đóng khóa B2 dùng khóa SA3 để cắt aptomat đầu vào mạch kích thích B3 Thời gian máy kích thích máy kích thích dự phòng làm việc song song phải khoảng thời gian cần thiết ngắn đủ để thực thao tác chuyển đổi Sau cắt B3 từ công tắc tơ K3 K4 mạch cấp điện cho APB PPB tự động cắt + Sau phải dùng khóa SAC3 bảng 8aG để thay đổi chế độ kích thích máy phát tăng phụ tải vô công 69 Hình 3.2 Phòng điều khiển trung tâm 3.4 CHUYỂN TẢI Trong nhà máy điện thƣờng có đặt nhiều máy phát điện đồng nói chung nhà máy điện làm việc hệ thống điện lực Nhƣ hệ thống điện lực có nhiều máy phát điện đồng làm việc song song Việc nối máy phát điện làm việc chung hệ thống điện lực cần thiết, có ƣu điểm giảm bớt vốn đầu tƣ đặt máy phát điện dự trữ đề phòng sửa chữa cố để đảm bảo an toàn cung cấp điện, sử dụng hợp lý nguồn lƣợng nhƣ trạm thủy điện làm việc với công suất lớn mùa mƣa lũ để giảm bớt công suất trạm nhiệt điện, tiết kiệm đƣợc nhiên liệu thời gian đó, nói tóm lại nâng cao đƣợc tiêu kinh tế kỹ thuật thiết kế vận hành Khi ghép máy phát điện đồng làm việc song song hệ thống điện lực với máy phát điện đồng khác, để tránh dòng điện xung mômen điện từ có trị số lớn sinh cố làm hỏng máy thiết bị điện khác, gây rối loạn hệ thống điện lực trị số tức thời điện áp máy phát điện hệ thống điện lực phải Muốn phải đảm bảo điều kiện sau đây: Điện áp máy phát UF phải điện áp lƣới điện UL Tấn số máy phát fF phải tần số lƣới điện fL Thứ tự pha máy phát phải giống thứ tự pha lƣới điện Điện áp máy phát lƣới phải trùng pha Nếu không đảm bảo điều kiện nói ghép song song máy phát điện xảy cố nghiêm trọng Khi ghép song song, việc điều chỉnh điện áp UF máy phát đồng đƣợc thực cách thay đổi dòng điện kích máy, tần số f F máy đƣợc điều chỉnh cách thay đổi mômen tốc độ quay động sơ 70 cấp kéo máy phát điện Sự trùng pha điện áp máy phát điện lƣới đƣợc kiểm tra đèn, vônmet có số không dụng cụ đo đồng Thứ tự pha máy phát điện thƣờng đƣợc kiểm tra lần sau lắp ráp máy hòa đồng với lƣới điện lần đầu Việc ghép song song máy phát điện vào hệ thống điện theo điều kiện nói gọi hòa đồng xác máy phát điện Trong số trƣờng hợp dùng phƣơng pháp hòa đồng không xác, nghĩa so sánh tần số, trị số góc pha, điện áp máy phát điện cần ghép song song lƣới điện Phƣơng pháp gọi phƣơng pháp tự đồng Thực tế nhà máy nhiệt điện Phả Lại thực phƣơng pháp hòa đồng xác tay để ghép máy phát điện đồng làm việc song song với lƣới Để ghép máy phát điện vào làm việc song song với lƣới điện phƣơng pháp hòa đồng xác dùng hòa kiểu ánh sáng đèn hòa đồng kiểu điện từ Phƣơng pháp hòa đồng bộ đồng kiểu ánh sáng dùng cho máy phát điện đồng công suất nhỏ Còn nhà máy điện có đặt máy phát điện công suất lớn, có nhà máy nhiệt điện Phả Lại thƣờng dùng cột đồng tức đồng kiểu điện từ Cột đồng gồm ba dụng cụ đo sau : vônmet có hai kim, kim điện áp UF máy phát điện, kim điện áp U L lƣới điện, tần số kế có hai dãy phiến rung để đồng thời tần số f F máy tần số f L lƣới dụng cụ đo làm việc theo nguyên lý từ trƣờng quay có kim quay với tần số số Tốc độ quay kim dụng cụ phụ thuộc vào trị chiều quay kim thuận hay ngƣợc chiều kim đồng hồ tùy theo ngƣợc lại Khi kim quay thật chậm ( ) thời điểm đóng cầu dao lúc kim trùng với đƣờng thẳng đứng hƣớng lên 71 Hình 3.3 Đồng kế Việc hòa đồng xác máy phát điện đòi hỏi nhân viên thao tác phải thật thành thạo tập trung ý cao độ để tránh nhầm lẫn hệ thống điện lực có cố.Thao tác hòa máy phát điện đồng vào lƣới trình bày chƣơng (mục 2.4) Sau hòa máy phát điện vào lƣới xong, trình chuyển tải máy phát diễn nhƣ sau : 72 Khi đóng máy phát đồng vào công tác song song ta phải tiến hành chuyển tải cho chúng Khả chuyển tải phải thỏa mãn điều kiện máy có công suất lớn chịu tải nhiều máy có công suất nhỏ Các máy có công suất phải chịu tải nhƣ Tải máy phát luôn tổng hai loại : Đó tải tác dụng tải phản kháng Tải tác dụng máy phát điện tỷ lệ thuận với mômen trục nên phân chia tải tác dụng máy phát làm việc song song phân chia mômen cản trục máy phát Việc đƣợc thực nhờ thay đổi lƣợng nhiên liệu vào động truyền động thông qua điều tốc Tải phản kháng máy phát ta quan niệm tải phản tác dụng mang tính cảm kháng tải phản tác dụng mang tính dung kháng Ở ta quan tâm đến vấn đề phân bố tải phản tác dụng mang tính cảm kháng Việc thực phân bố tải phản tác dụng đƣợc thực nhờ việc thay đổi trị số dòng kích từ lại phụ thuộc vào làm việc hệ thống tự động điều chỉnh điện áp Độ nghiêng đặc tính máy phát yếu tố định phân bố tải vô công chúng làm việc song song Khi thành lập đặc tính máy phát ta quy định Nhƣng thực tế nhiều yếu tố nhƣ thay đổi tốc độ, nhiệt độ, tính chất tự động điều chỉnh điện áp tính chất máy phát…làm ảnh hƣởng đến đặc tính máy phát Mặc dù máy phát chế tạo sơri có hệ thống tự động điều chỉnh điện áp nhƣ nhau, có đƣợc đặc tính chúng giống hệt Nếu ta gọi điện áp máy phát làm việc song song U 1, U2 dòng I1, I2 ta có phƣơng trình vecto : 73 (3.3) (3.4) Trong U I điện áp dòng điện bảng điện Trong trƣờng hợp tải kháng, việc phân bố dòng tải đƣợc giới thiêu hình 3.4 Từ đặc tính ta thấy máy phát đƣợc phân bố tải vô công đặc tính chúng trùng lên U U0 U I1 I2 Hình 3.4 Phân bố dòng tải cho máy phát Từ đặc tính hình 3.4 ta rút kết luận quan trọng cho điều chỉnh điện áp Hệ thống điều chỉnh phải có khả điều chỉnh xác ổn định điện áp chế độ không tải Nếu ta gọi : Pđmx công suất định mức máy ta khảo sát Pđmt tổng công suất tất máy phát công tác lƣới điện Khi khảo sát máy phát Pđmx ta phân biệt ba chế độ công tác – máy phát x làm việc với lƣới cứng – máy phát x làm việc coi nhƣ độc lập 74 – máy phát x làm việc với lƣới mềm Chúng ta cần nghiên cứu máy phát x làm việc với lƣới cứng Nếu máy phát x có công suất Pđmx nhỏ so với tổng công suất P đmt (công suất máy phát tƣơng đƣơng) ( ) tất thông số hệ thống điện lúc nhƣ : điện áp, tần số đƣợc định máy phát tƣơng đƣơng có công suất Pđmt Trong trƣờng hợp thay đổi dòng kích từ máy phát x thay đổi tốc độ tuabin tác dụng làm thay đổi điện áp tần số mạng chung Nếu ta thay đổi Ikt máy phát x giữ nguyên công suất tuabin thay đổi đƣợc thành phần tải phản kháng thay đổi cosφ máy phát x Nếu thay đổi công suất tuabin với điện áp không đổi, ta thay đổi đƣợc thành phần tải tác dụng máy phát x Từ kết khảo sát ta rút kết luận cho trƣờng hợp máy phát x làm việc với lƣới cứng nhƣ sau : -Muốn thay đổi công suất tác dụng máy phát x cần thay đổi công suất tuabin (tức thay đổi lƣợng đƣa vào tuabin) -Muốn thay đổi công suất phản kháng máy phát x ta cần thay đổi dòng kích từ Phân bố tải tác dụng cho máy phát đồng công tác song song đƣợc định điều tốc động truyền động cho máy phát Hình 3.5 giới thiệu phân bố tải cho trƣờng hợp hai máy phát công suất làm việc song song Muốn phân bố tải hai máy, đặc tính điều tốc phải giống hệt Trƣờng hợp hai điều tốc đặt khác nhƣ hình 3.5 Sự phân bố tải tác dụng khác với trị số P1 P2 75 n I n1 II P1 P2 P Hình 3.5 Phân bố tải tác dụng cho máy phát đồng làm việc song song Sau đóng máy phát đồng vào làm việc song song với lƣới ta phải tiến hành phân bố tải tác dụng cho chúng Muốn ta phải tác động đến điều tốc tức thay đổi lƣợng đƣa vào tuabin Do máy phát loại đồng cực ẩn nên , ta có biểu thức sau : (3.5) Ở trƣờng hợp U f không đổi nên giữ dòng kích từ i t không đổi E0 số P hàm số góc θ đƣờng biểu diễn có dạng nhƣ sau : 76 P Pmax a b P0 θa 900 θb 1800 θ Hình 3.6 Đặc tính công suất máy phát cực ẩn Ở chế độ làm việc xác lập công suất tác dụng P máy ứng với góc θ định phải cân với công suất trục làm quay máy phát điện Đƣờng biểu diễn công suất tuabin đƣợc biểu thị đƣờng thẳng song song với trục hoành cắt đặc tính góc.Nhƣ muốn điều chỉnh công suất tác dụng P máy phát phải thay đổi góc θ, cách thay đổi công suất trục máy Công suất tác dụng cực đại P max mà máy phát điện cung cấp cho hệ thống điện ứng với Từ ta suy Tuy nhiên ta nên hiểu điểm làm việc máy phát nằm khoảng mà θ = ÷ 900 tức dP/dθ > máy phát ổn định Còn θ = 900 ÷ 1800 tức dP/dθ < máy phát ổn định Giả sử có hai máy phát G1 G2 làm việc song song với lƣới cứng, hai máy có S1 = S2 (kVA) coi nhƣ có đặc tính hoàn toàn giống nhau, việc phân tải thực đễ dàng việc điều chình công suất máy lai điện áp kích từ Tại thời điểm ban đầu P = P2 = Pđm Hình 3.7a trình bày đồ thị vectơ biểu diễn đặc tính hai máy thời điểm ban đầu, điểm làm 77 việc máy G1 1, G2 Mục đích đặt chuyển toàn tải tác dụng từ máy hai sang máy Hình 3.7b trình bày đồ thị vectơ trình chuyển tải hai máy, điểm làm việc máy G thời điểm 1’có công suất tác dụng P1 so với điểm làm việc máy G nhận thêm công suất tác dụng lƣợng ∆P máy G giảm Còn máy G2 làm việc điểm 2’, lúc công suất tác dụng mà máy nhận đƣợc cung cấp cho tải P2 giảm lƣợng ∆P Thao tác để đạt đƣợc mục đích ngƣời vận hành phải đồng thời tác động vào tuabin hơi, với máy G tăng lƣợng đƣa vào tuabin máy G làm ngƣợc lại giảm lƣợng đƣa vào tuabin Nếu tiếp tục giảm lƣợng vào tuabin máy G tăng lƣợng vào tuabin máy G1 đến lúc máy nhận hoàn toàn tải máy hai chạy không tải, tức P = Pđm, P2 = Ngƣời vận hành quan sát trực tiếp Wattmeter Đó thời điểm cắt máy hai khỏi lƣới để lại máy với độ an toàn cao P2 P1 = ∆P 2’ P2 P1 1’ Ů Ė2 Ė2 Ė1 Ů φ2 İ2 φ2 İ2 İ1 φ1 78 a) b) Hình 3.7 Đồ thị vectơ hai máy phát làm việc song song 79 KẾT LUẬN Trong trình học tập nghiên cứu trƣờng sinh viên trang bị cho kiến thức định, nhiên lƣợng kiến thức chƣa đủ để sinh viên trƣờng tiếp cận với công việc thực tế công nghệ nhƣng tảng vững chắc, giúp họ tự rèn luyện, thích ứng với môi trƣờng đầy khó khăn, thử thách đóng góp phần công sức vào trình công nghiệp hóa, đại hóa đất nƣớc 80 ... hệ thống kích từ điều chỉnh điện áp - Chƣơng 3: Chuyển chế độ làm việc máy phát CHƢƠNG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 1.1 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN Nhà máy điện có nhiệm vụ biến đổi lƣợng sơ cấp nhƣ than,... xin trình bày số công đoạn vận hành máy phát điện nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2.2 CÔNG TÁC KIỂM TRA, THỬ NGHIỆM TRƢỚC KHI ĐƢA MÁY PHÁT VÀO HOẠT ĐỘNG - Chỉ đƣợc khởi động máy phát điện sau làm. .. sản xuất điện 1.1.1 Nhà máy nhiệt điện (NĐ) Trong nhà máy nhiệt điện ngƣời ta dùng nhiên liệu than đá, dầu khí đốt, than đá đƣợc sử dụng rộng rãi Để quay máy phát điện, nhà máy nhiệt điện dùng