ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN KĨ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP  MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG BÁO CÁO BTL HỆ THỐNG THỦY ĐIỆN GVHD: TS Đặng Phi Vân Hài LỚP: CK14HT THỨ: Tiết 4-5-6 Thành viên: • La Nghĩa Trường MSSV 1414338 • Nguyễn Thị Lâm Nghĩa MSSV 1412459 • Nguyễn Thụy Phương Vy MSSV 1414798 • Nguyễn Ngọc Hiền MSSV 1411224 • Đồn Phạm Đức Hiếu Minh MSSV 1412256 Tp HCM, tháng 11 năm 2016 Contents Bảng phân công công việc thành viên nhóm Thành viên Nguyễn Ngọc Hiền Đồn Phạm Đức Hiếu Minh Nguyễn Thị Lâm Nghĩa La Nghĩa Trường Nguyễn Thụy Phương Vy Báo cáo lần Công việc Báo cáo kì giới thiệu hệ thống chức trữ xả nước Thuyết trình, tìm kiếm tài liệu khối chức Sản xuất điện tham khảo phân tích mơi trường dự án Thuyết trình, tìm kiếm tài liệu tham khảo stakeholder tổng hợp work, khối chức dẫn nước chỉnh sửa khối chức Làm ppt, khối chức truyền dẫn điện Báo cáo cuối kì Làm ppt, chỉnh sửa bổ sung phần thiết kế sơ khởi thiết kế sơ khởi, chỉnh sửa bổ sung giới thiệu hệ thống Làm ppt, hoàn chỉnh chương tk ý niệm, Phân tích đánh đổi, phương án, tradeoff, chi phí Tổng hợp ppt, tổng hợp word, giới thiệu, quy trình xả lũ % Hồn thành 100 100 100 100 100 Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu Một mối quan tâm hàng đầu quốc gia vấn đề an ninh cung cấp điện, an ninh lượng hệ thống điện Ngày vài thập kỷ tới , ngoại trừ Nga, Mỹ vài nước Trung Đông, nhiều nước sớm đối mặt với thiếu hụt cung cấp lượng Việt Nam quốc gia có kinh tế phát triển đạt mức độ thu nhập trung bình, với sức rướn đất nước giàu truyền thống người thông minh cần cù, dự báo đất nước ta tiếp tục phát triển nhanh thập kỷ tới Cung cầu lượng nói chung cung cầu điện nói riêng nước ta có vấn đề xúc đặt Xem xét nghiên cứu cách nghiêm túc sâu sắc giải pháp an ninh lượng hệ thống điện vấn đề khơng Nhà nước, Chính phủ mà trách nhiệm người Vì lẽ đó, nhóm lấy hệ thống nhà máy thủy điện làm đề tài cho tập lớn môn Kỹ thuật hệ thống lần Chương 2: THIẾT KẾ Ý NIỆM 2.1 Phân tích nhu cầu thị trường 2.1.1 Tình hình Việt Nam quốc gia có nguồn tài nguyên nhiên liệu-năng lượng đa dạng đầy đủ chủng loại than, dầu khí, thủy điện nguồn lượng tái tạo lượng mặt trời, lượng sinh khối, lượng địa nhiệt, lượng biển Tuy nhiên thực tiễn phát triển kinh tế năm vừa qua cho thấy biến động nhiên liệu lượng diễn biến phức tạp, bên cạnh việc xuất than dầu thô, phải nhập sản phẩm dầu qua chế biến điện Chính việc tập trung phát triển nguồn lượng tái tạo thủy điện điều cần thiết Theo đánh giá nghiên cứu gần đây, tiềm kinh tế-kỹ thuật thủy điện nước ta đạt khoảng 75-80 tỷ kWh với công suất tương ứng đạt 18000-20000MW Lãnh thổ Việt Nam nằm vùng nhiệt đới, có lượng mưa trung bình hàng năm cao, khoảng 1.800 2.000mm Với địa hình miền Bắc biên giới miền Tây đồi núi cao, phía Đơng bờ biển dài 3.400km nên nước ta có hệ thống sơng ngòi dày đặc với 3.450 hệ thống Và với điều kiện tự nhiên thuận lợi nên tiềm thuỷ điện nước ta tương đối lớn Phát triển thủy điện không giải vấn đề thiếu hụt lượng điện mà có nhiều ưu điểm sau: Thúc đẩy khả kinh tế: Các cơng trình thuỷ điện có vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng kéo dài mang lại hiệu cao tuổi thọ đến 100 năm Vậy nên nói khơng có cơng nghệ lượng rẻ thuỷ điện Các chi phí vận hành bảo dưỡng hàng năm thấp, so với vốn đầu tư thấp nhiều nhà máy điện khác Bảo tồn hệ sinh thái: Thuỷ điện sử dụng lượng dòng nước để phát điện, mà không làm cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, khơng làm biến đổi đặc tính nước sau chảy qua tuabin Linh hoạt: Trong cung cấp điện năng, thủy điện nguồn cung ứng linh hoạt, khả điều chỉnh công suất Nhà máy thủy điện tích làm việc acquy, trữ khổng lồ cách tích xả lượng theo nhu cầu hệ thống điện Có thể khởi động phát đến cơng suất tối đa vòng vài phút, nhiệt điện (trừ tuốc bin khí - gas turbine) phải vài hay nhiều trường hợp điện nguyên tử Do đó, thủy điện thường dùng để đáp ứng phần đỉnh phần có yêu cầu cao tính linh hoạt mang tải Là nguồn lượng sạch: Thủy điện cung cấp nguồn lượng sạch, khơng phát khí thải gây hiệu ứng nhà kính Giảm phát thải: Bằng cách sử dụng nguồn nước thay loại nhiên liệu hố thạch (đặc biệt than), thuỷ điện giảm bớt ô nhiễm mơi trường, giảm bớt trận mưa axít, giảm axit hoá đất hệ thống thủy sinh Thuỷ điện thải khí hiệu ứng nhà kính so với phương án phát điện quy mô lớn khác, làm giảm nóng lên trái đất Sử dụng nước đa mục tiêu: Thuỷ điện không tiêu thụ lượng nước mà dùng để phát điện, mà xả lại nguồn nước quan trọng để sử dụng vào việc khác như: cung cấp nước cho sản xuất lương thực Hồ chứa cải thiện điều kiện nuôi trông thủy sản vận tải thủy 2.1.2 Nhu cầu tương lai Theo dự báo, giai đoạn 2001 – 2020 tăng trưởng trung bình GDP 7,1 – 7,2%, cần tới 201 tỷ kWh 327 tỷ kWh vào năm 2030 Trong đó, khả huy động tối đa các nguồn lượng nội địa nước ta tương ứng 165 tỷ kWh vào năm 2020 208 tỷ kWh vào năm 2030, thiếu gần 119 tỷ kWh Xu hướng gia tăng thiếu hụt nguồn điện nước gay gắt tiếp tục kéo dài năm tới Nhu cầu lượng Việt Nam dự báo tăng gấp lần vòng 10 năm tới (12% năm) Các mỏ dầu Việt Nam cho thấy dấu hiệu xuống sản lượng Việc mở rộng khai thác không đủ để giúp ngành dầu khí vượt qua khó khăn Việt Nam khơng sớm tìm mỏ mới, sản lượng khai thác ngành thời gian tới chứng kiến sụt giảm đáng kể Việt Nam dự báo trở thành nước nhập lượng Hiện nay, Việt Nam nhập điện từ nhà máy thủy điện Lào, Trung Quốc, phụ thuộc vào nước việc trì dòng chảy cho trạm thủy điện nước, nguồn cung cấp 43% điện cho Việt Nam 2.2 Sơ dự án 2.2.1 Cơ sở pháp lý Dự án đầu tư Thủy điện Đăk R’keh lập sở: − Căn vào luật xây dựng số 16/2003/QH 11 ngày 26 tháng 11 năm 2003 Quốc Hội khoá XI kỳ họp thứ IV − Căn Nghị định số 16/2005/NĐ-CP, ngày 07 tháng 02 năm 2005 Chính phủ quản lý dự án đầu tư xây dựng cơng trình − Căn Nghị định số 12/2006/NĐ-CP, ngày 29 tháng 09 năm 2006 Chính phủ sửa đổi, bổ sung số điều Nghị đinh16/2005/NĐ-CP quản lý dự án đầu tư xây dựng cơng trình − Nghị định số 12/2009/NĐ-CP ngày 10/02/2009 Chính Phủ quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình − Căn vào cơng văn số 146/UBND-KT ngày 09/02/2007 việc thông báo chủ chương quy mô đầu tư xây dựng cơng trình thủ điện Đăk R’keh − Căn vào công văn Số : 2339/UBND ngày 22/04/2010 Ủy ban Nhân dân tỉnh Đắk Nông đề nghị Bộ Công Thương thỏa thận bổ sung dự án Thủy điện Đăk R’keh vào quy hoạch thủy điện − Quyết định số 30/2006/NĐ-BCN ngày 31/08/2006 Bộ trưởng Bộ công nghiệp việc ban hành Quy định quản lý đầu tư xây dựng dự án thủy điện độc lập − Công văn số 5015/BCN – NLDK ngày 16 tháng năm 2005 Bộ công nghiệp việc quy hoạch phát triển thủy điện vừa nhỏ địa bàn tỉnh Đắk Nông − Công văn số 3257/UBND-CNXD ngày 04/07/2016 việc điều chỉnh quy mô công suất dự án thủy điện Đăk R’keh − Giấy chứng nhận đầu tư tất văn bảng pháp lý thống chủ trương cho dự án đầu tư thủy điện Đăk R’keh − Căn Công văn Số : 4913/BCT-NL ngày 20/05/2010 Bộ Công thương thỏa thuận bổ sung dự án Thủy điện Đăk R’keh vào quy hoạch thủy điện 2.2.2 Vị trí cơng trình − Nhà máy thủy điện có tọa độ 11o46’15” vĩ độ Bắc, 109o29’18” độ kinh Đơng − Cơng trình nằm cách Gia Nghĩa 25km phía Đơng, thuộc xã Đăk Sin, huyện Đăk Klap (đây xã vùng sâu, vùng xa nhiều khó khăn tỉnh Đắk Nơng) 2.2.3 Nguồn lực 2.2.3.1 Môi trường tự nhiên Các đặc trưng môi trường xung quanh khu vuực xây dựng thủy điện: − Khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt cao, nhiệt độ trung bình năm 22,2oC − Nắng nhiều, xạ lớn, số nắng trung bình từ 200-280 giờ/tháng − Chế độ gió thay đổi theo mùa hướng tốc độ gió, chịu ảnh hưởng kiểu gió mùa Đơng Bắc Tây Nam Các đặc trưng thủy văn: − Dòng chảy chia làm mùa mùa lũ (lượng dòng chảy chiếm 80% lượng dòng chảy năm) mùa hạn − Lưu vực có độ cao từ 650- 700m − Mạng lưới sơng ngòi tương đối dày, khả tập trung dòng chảy tốt − Lượng mưa trung bình năm khoảng 2500mm 2.2.3.2 Mơi trường rủi ro Trong suốt vòng đời mình, hệ thống đối mặt với rủi ro như: − − − − − Rủi ro lúc vận hành: vận hành khơng theo quy trình… Rủi ro an toàn: xảy tai nạn lao động Rủi ro tài chính: dự án lỗ vốn… Rủi ro xã hội: dư luận lên án, phản đối xây dựng nhà máy thủy điện Rủi ro thời gian: dự án chậm tiến độ 2.2.4 Công suất Nhà máy thủy điện Đăk R’Keh dự tính có cơng suất lắp máy N/m = 5000 KW, điện lượng cung cấp năm 20.96 x 106 KWh 2.2.5 Thời gian dự kiến − Thời gian xây dựng: năm − Thời gian vận hành, khai thác: 25 năm 2.2.6 Nguồn vốn − Vốn tự có: 64 tỷ đồng − Vốn vay: 110 tỷ đồng 2.2.7 Quy trình sản xuất Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất thủy điện Chú thích quy trình cơng nghệ Bước 1: Nước chảy đến đập − Chức năng: tích nước, dâng cao mực nước − Input: nước đến từ thượng nguồn theo dạng dòng chảy, nước đến từ mưa theo dạng giọt mưa dòng chảy nước mưa theo lưu vực vào sơng − Output: nước tích trữ, dòng chảy sơng bị thay đổi Bước 2: Nước truyền sang ống dẫn nước − Chức : dẫn nước theo đường dẫn thiết kế để nước không bị cao độ − Input: nước từ hồ chứa − Output: nước theo ống dẫn nước Bước 3: Nước đến bể áp lực − Chức năng: đảm bảo áp lực cho máy chạy, đường ống áp lực đầy nước − Input: nước từ ống dẫn nước theo dòng chảy − Output: nước đến ống áp lực theo dòng chảy Bước 4: Nước chạy qua bể áp lực − Chức năng: dẫn nước từ cao độ cao đến cao độ thấp nơi đặt nhà máy − Input: nước chảy chậm từ bể áp lực − Output: nước chảy nhanh với áp lực cao lao xuống nhà máy Bước 5: Nước làm quay tuabin phát điện − Chức năng: tạo điện − Input: nước chảy đến với tốc độ cao lưu lượng lớn − Output: dòng điện AC với hiệu điện tuỳ thuộc vào loại máy, dòng nước sau sử dụng chảy lại hạ nguồn Bước 6: Hoà điện vào lưới điện − Chức năng: đưa dòng điện sản xuất vào mạng lưới điện quốc gia − Input: điện với hiệu điện từ đầu máy phát điện − Output: điện biến áp cho hiệu điện dòng điện với hiệu điện mang lưới điện quốc gia khu vực nhà máy 2.3 Xác định bên liên quan Các bên liên quan hệ thống thủy điện bao gồm: − Chủ đầu tư − Điện lực quốc gia − Người vận hành 2.4 Yêu cầu bên liên quan 2.4.1 Nhu cầu bên liên quan 10 Ở giai đoạn này, đề xuất phương án số tổ máy Phương án : Lắp đặt tổ máy Phương án có ưu điểm quản lý vận hành thuận tiện, chi phí xây dựng nhà máy thấp có nhược điểm cơng suất tổ máy lớn Phương án : Lắp đặt tổ máy Phương án có ưu điểm cơng suất phát tổ bé, linh hoạt điều chỉnh tùy theo lưu lượng nước đến thời kỳ, đường ống áp lực khơng q lớn Tuy nhiên, có nhược điểm vận hành phức tạp PA vốn đầu tư XD nhà máy lớn Kết tính tốn thủy – kinh tế lựa chọn số tổ máy Bảng tổng hợp vốn kinh tế phương án chọn số tổ máy (10 9đ) Phương án chọn số tổ máy P án tổ P án tổ 68,52 70,23 Thiết bị 26,50 27,48 Bồi thường GPMB 31,00 31,00 Quản lý dự án 1,57 1,61 Tư vấn đầu tư xây dựng 4,39 4,48 Chi khác 4,10 4,18 Dự phòng 2,00 2,00 Tổng vốn dùng cho phân tích kinh tế 138,08 140,99 Hạng mục Xây lắp Bảng Kết tính tốn thủy lựa chọn số tổ máy Phương án Đơn vị mndbt Phương án chọn số tổ máy Tổ máy Tổ máy m 549,00 549,00 mnc m 547,00 547,00 Wtb 106m3 0,55 0,55 wc 106m3 0,12 0,12 whi 106m3 0,44 0,44 Mực nước bểp áp lực m qmax m3/s 11,06 10,69 40 Ghi Chú Phương án Đơn vị qmin Phương án chọn số tổ máy Tổ máy Tổ máy m3/s 3,32 2,14 qtb m3/s 4,87 4,80 Q T.toán m3/s 10,42 10,29 Hmax m 57,75 57,79 Hmin m 54,46 54,59 Htb m 56,83 56,88 Htt m 56,44 56,51 Nđb Kw 450,0 450,0 Nlm Kw 5000,0 5000,0 Eo 106Kwh 20,11 20,44 Hsdcslm Giờ 4023 4089 138,08 140,99 Số tổ máy Ghi Chú Các tiêu kinh tế Vốn kinh tế (K) 109đ Vốn đầu tư đơn vị (KE) đ/KWh NPV EIRR − 6866 6878 109đ − 36,95 36,98 % 12,78 12,81 1,25 1,26 B/C − Thời gian hòan vốn kinh tế Năm 14 14 Giá bán điện đ/Kwh 1068 1068 Nhận xét: kết tính tốn cho thấy đối tđ Đăk Rkeh, phương án tổ có tiêu kinh tế cao kiến nghị làm phương án chọn Từ có phương án xây dựng nhà máy: 3.5.3.2 Nhà máy thủy điện Nhà máy thủy điện bố trí cuối đường ống áp lực, bên bờ phải suối ĐăR’keh Tại vị trí có tọa độ (Tâm nhà máy) : X = 388417.28 Y = 1308423.51 41 Cao độ MĐTN vị trí tâm nhà máy 501.00 m, cửa nhà máy cách mép hồ thủy điện Đăksin1 (ứng với MNDBT= 495.00m) 95 m Các cao trình nhà máy - Cao trình bố trí mặt nhà máy (Gồm trạm nâng áp) : 497.40 m : Đảm bảo cao MN lũ kiểm tra hồ thủy điện Đăksin1 497.22m - Cao trình lắp máy gian sửa chữa : 488.70 m - Cao trình lắp turbine : 489.50 m - Cao trình gian điều khiển : 497.50 m - Cao trình đáy kênh xả hạ lưu : 488.00 m Phần nhà máy có kích thước (11 x 20.4 )m, bên bố trí 03 tổ máy kiểu Turbine Francis trục ngang, công suất tổ N=1.66 MW/tổ, gian lắp ráp, sửa chữa Phòng điểu khiển đặt thiết bị phụ trợ có kích thước (6 x 20.4)m, bố trí song song với gian phát điện Phần ngầm nhà máy có kết cấu bê tơng khối tảng, phần thiết kế dạng nhà công nghiệp Bảng Các thông số kỹ thuật nhà máy thủy điện TT THÔNG SỐ ĐƠN TRỊ SỐ VỊ Giai đoạn TKKT Loại Turbine HLA616 HLA678 Hiệu suất lớn turbine % 92 Công suất tổ máy MW 1.66 Số tổ máy Công suất lắp máy (3 tổ) MW Công suất đảm bảo MW 0.45 Lưu lượng max qua nhà máy m3/s 10.29 Cột nước lớn Hmax m 57.75 Cột nước nhỏ Hmin m 50.89 10 Cột nước tính tốn Htt m 56.44 42 11 Mực nước hạ lưu lớn m 495.30 Theo thông số kỹ thuật dự án, cột nước tác dụng lên Turbine thay đổi từ 57.79m đến 54.59m Lưu lượng thay đổi từ 2.14m3/s đến 10.29m3/s Với phạm vi làm việc vậy, chọn loại Turbin Francis trục ngang để lắp đặt cho nhà máy Theo bảng tra nhà cung cấp thiết bị, chọn loại turbine HLA 678-WJ-84 (Hoặc loại có đặc tính kỹ thuật tương đương) • Các thơng số - Kiểu: - Lưu lượng thiết kế: - Cột nước : - Cột nước cho phép lớn nhất: - Số vòng quay tua bin: Francis trục ngang Q = 10.29 m3/s H = 51.2m 120 m 600 v/ph - Công suất: 1693 kW - Hiệu suất: η = 0,92 - Đường kính cửa vào tua bin: φ 1000 mm - Số lượng: tổ - Kiểu cánh bánh xe công tác: Kiểu tâm trục với ns ≈ 192 3.5.3.3 Thiết bi tự động hoá cho Turbine Turbine trang bị thiết bị điều khiển, tự động cần thiết bảo đảm làm việc tin cậy tổ máy chế độ vận hành: +Tự động đóng mở tua bin vận hành bình thường có cố +Tự động đo báo tín hiệu nhiệt độ ổ phòng điều khiển trung tâm Khi nhiệt độ vượt giới hạn cho phép (600C) có tín hiệu báo lệnh cho cấu điều khiển dừng máy +Tự động đo báo tín hiệu lưu lượng nước làm mát phòng điều khiển trung tâm Khi nước kỹ thuật có tín hiệu báo lệnh cho cấu điều khiển dừng máy +Tự động đo báo tín hiệu áp suất dòng chảy sau BXCT phòng điều khiển trung tâm Khi áp suất vượt giới hạn cho phép (có thể xảy xâm thực) có tín hiệu báo lệnh cho cấu điều khiển bổ xung khí vào ống hút  Van trước tua bin Van trước tua bin loại van cầu trục ngang điều khiển thuỷ lực có đường kính qua nước Dy= 1200 mm Van có hai trạng thái: Đóng mở hồn tồn Van trước tua bin có nhiệm vụ đóng khơng cho nước vào buồng xoắn tua bin không vận hành, cần sửa chữa, kiểm tra bảo dưỡng phía tua bin Van có nhiệm vụ quan trọng 43 dừng máy cố cấu bảo vệ cấp tổ máy đảm bảo dừng máy khẩn cấp điều kiện: - Sự cố lưới điện - Tổ máy quay số vòng quay cho phép - Điện áp phát cao thấp so với điện áp định mức - Mất nước kỹ thuật - Nhiệt độ ổ cao nhiệt độ cho phép Van đóng mở xi lanh thủy lực Dầu cấp cho xi lanh lấy từ thùng dầu hệ thống dầu áp lực nên van có khả hoạt động điện Từ điều kiện làm việc tổ máy xác định van trước tua bin có thơng số sau: - Kiểu van : Van cầu - Loại: Đóng mở thủy lực - Đường kính: 1200 mm - Cột nước làm việc lớn nhất: Hmax = 100 m -Thời gian mở van: 15-30 giây -Thời gian đóng van: 20-60 giây - Số lượng: 03 - áp lực dầu: 2,5 MPa - Trọng lượng van: 9,5 Tấn  Thiết bị tự động hoá cho van trước tua bin: Van trang bị thiết bị điều khiển, tự động cần thiết bảo đảm làm việc tin cậy tổ máy chế độ vận hành: +Tự động báo trạng thái van (đóng hay mở), góc quay van +Tự động đo báo tín hiệu áp lực nước trước sau van phòng điều khiển trung tâm +Tự động đo báo tín hiệu áp lực dầu phòng điều khiển trung tâm Khi áp lực dầu giảm giới hạn cho phép (2MPa) có tín hiệu báo lệnh cho cấu điều khiển cho chạy bơm dầu Khi dầu đủ áp suất làm việc bơm dầu máy nén khí dừng + Tự động đóng có cố  Điều tốc Điều tốc thiết bị tự động hóa quan trọng trạm thủy điện, có chức điều chỉnh lưu lượng nước vào tua bin để công suất phát từ tổ máy luôn cân với công suất yêu cầu phụ tải Điều tốc có chức với hệ thống để tự động hòa điện: Khi có lệnh khởi động máy, hệ thống tự động hóa điều khiển điều tốc mở cấu cánh hướng tự động điều chỉnh tua bin tổ máy hoạt động, đảm bảo điều kiện hòa điện hệ thống tự động hóa đóng điện lên lưới 44 Ngồi điều tốc cấu bảo vệ cấp cho tổ máy, có tín hiệu cố (q nhiệt độ ổ, nước làm mát, cố lưới điện ), điều tốc tự động đóng cánh hướng để dừng máy Cùng với phát triển điện tử kỹ thuật số, điều tốc ngày có kích thước nhỏ gọn khả điều chỉnh đảm bảo cao, an toàn thuận tiện sử dụng Qua tính tốn xác định cơng điều tốc 1000 Kgm Các thơng số điều tốc sau: - Kiểu: Điện tử- kỹ thuật số - Ký hiệu: GT1000 - Công: A= 1000 Kgm - Số lượng: 02 - Phạm vi điều chỉnh tần số : 47,5-52,5Hz - Phạm vi điều chỉnh phụ tải: - 100% - Thời gian đóng mở: 3- 10 giây - áp lực dầu: 16,0 MPa - Vùng làm việc không nhậy theo tần số: ± 10 % - Thời gian chết: Tc = 0-1 % phạm vi điều chỉnh Điều tốc trang bị thiết bị điều khiển, tự động cần thiết bảo đảm làm việc tin cậy tổ máy chế độ vận hành 3.5.3.4 Máy phát Máy phát điện đồng bộ, pha, trục ngang, hợp khối với tuốc bin Từ thông số tổ máy xác định máy phát có đặc trưng sau: - Kiểu: Trục ngang,đồng pha có tự động điều chỉnh điện áp - Số lượng: tổ - Công suất: N = 2100 kW - Hiệu suất:η = 0,958 - Điện áp: U = 6,3 Kv - Dòng điện: I = 287,0 A - Số vòng quay: n = 600 v/ph - Tốc độ lồng: nl = 2040 v/ph - Tần số: f = 50 Hz - Hệ số công suất: cosϕ = 0,8 - Hệ số tải: 1,2 - Cách điện: Cấp F/F 45 - Nhiệt độ tăng giới hạn điều kiện nhiệt độ khơng khí thơng thường 40 0C Stato 1000C Rơto 1000C - Kích từ phụ thuộc - Điều chỉnh điện áp tự động - Mô men đà: 4,5 T.m2 - Trọng lượng máy phát: 13,10 máy phát trang bị thiết bị điều khiển, tự động cần thiết bảo đảm làm việc tin cậy tổ máy chế độ vận hành 3.5.3.5 Thiết bị phụ Hệ thống thiết bị phụ bố trí để phục vụ cho trạm thủy điện thiết bị hoạt động bình thường có cố Tại nhà máy dự kiến đặt hệ thống thiết bị phụ sau: - Hệ thống nước kỹ thuật phòng hoả - Hệ thống tiêu nước - Hệ thống dầu - Hệ thống khí nén - Hệ thống thơng gió - Hệ thống đo đại lượng thủy lực  Hệ thống nước kỹ thuật phòng hỏa Nước kỹ thuật cung cấp cho trao đổi nhiệt tua bin máy phát Ngồi nước kỹ thuật dùng làm mát máy nén khí, điều tốc bơi trơn ổ làm kín tua bin Nguồn nước cấp cho hệ thống nước kỹ thuật có có phương án: Lấy trực tiếp từ đường ống áp lực bơm nước từ hạ lưu Với dự án, chọn phương án lấy nước từ đường ống áp lực Hệ thống cấp nước có sơ đồ nguyên lý đơn vị tổ máy Mỗi tổ máy có mạch cấp nước riêng, chúng có ống liên thông Nước kỹ thuật lấy đường ống trước van tuabin, sau qua lọc tới điểm làm mát tự chảy xuống buồng xả Lượng nước làm mát cần dùng Q = 101,00 m 3/h, nước làm mát cho máy phát 63 m 3/h nước làm mát cho ổ 38,00 m3/h Hệ thống cứu hỏa bao gồm tủ cứu hỏa, bình cứu hỏa thùng cát Nước cứu hỏa lấy từ đường ống áp lực, sau qua lọc tới điểm bố trí tủ cứu hỏa Các bình cứu hỏa bố trí bình gian đặt máy, bình gian tủ cao áp 6,3 KV, bình phòng điều khiển trung tâm, bình trạm biến áp bình khu vực chứa xử lý dầu Thùng cát dự kiến bố trí thùng trạm biến áp 46 Thành phần thiết bị hệ thống nước kỹ thuật phòng hỏa bao gồm hệ thống ống dẫn,van loại xấp xỉ 6,1 • Tự động hố cho hệ thống nước kỹ thuật Việc theo dõi, giám sát vận hành hệ thống nước kỹ thuật tự động hoá: Tại điểm cấp nước kỹ thuật có rơ le tín hiệu dòng chảy, trước sau van đường ống, thùng lọc có điểm đo áp lực dòng chảy Khi áp lực dòng chảy giảm giới hạn cho phép (1 kg/cm2 điểm cần làm mát kg/cm đường ống dẫn) có tín hiệu để khởi động bơm dự phòng mở van liên thơng với mạch cấp nước liên quan Khi khơng có dòng chảy (mất nước làm mát) có tín hiệu cố để dừng máy  Hệ thống tiêu nước Hệ thống tiêu nước có chức bơm lượng nước dò rỉ, khối lượng nước lại buồng xoắn ống hút tua bin có yêu cầu xem xét, sửa chữa phần cánh hướng, cánh công tác tua bin Ngồi hệ thống bảo đảm mực nước hố tập trung nước thấm, nước rò rỉ không vượt giá trị định sẵn Khi mực nước hạ lưu thấp, nước thấm nước rò rỉ tháo xuống buồng xả Khi mực nước hạ lưu cao, nước thấm nước rò rỉ bơm xuống hạ lưu Máy bơm chọn loại bơm li tâm trục ngang có Q = 50 m 3/h ÷ 110 m3/h, cột nước bơm H = 17 m Động có cơng suất 5,5 Kw, vòng quay n = 1450 v/ph Thành phần thiết bị hệ thống tiêu nước bao gồm bơm hệ thống ống dẫn,van loại xấp xỉ 2,6 • Tự động hố cho hệ thống tiêu nước Việc theo dõi, giám sát vận hành hệ thống tiêu nước tự động hoá: Tự động đo báo tín hiệu mực nước hố tập trung nước phòng điều khiển trung tâm Khi mực nước vượt q giới hạn cho phép có tín hiệu báo lệnh cho bơm hút nước làm việc nước cạn lệnh cho máy bơm ngừng hoạt động  Hệ thống dầu Hệ thống dầu có chức nhận, cung cấp, tháo dầu cho thiết bị nhà máy Hệ thống có hai mạch riêng biệt, mạch cấp dầu cho van cầu điều tốc, mạch cấp dầu cho máy biến áp Dầu tua bin: Mỗi tổ máy có thùng dầu áp lực bố trí cạnh van tua bin Nó bao gồm thùng dầu dung tích 500 lít có lắp hai bơm dầu (Một làm việc, dự phòng) Dầu sau bơm tích bình tích năng, lượng dầu 1/3 lại khí nén 47 Điều tốc bố trí cạnh tua bin Nó bao gồm thùng dầu dung tích 500 lít có lắp hai bơm dầu (Một làm việc, dự phòng) Dầu sau bơm tích bình tích năng, lượng dầu 1/3 lại khí nén Tổng lượng dầu tua bin cần dùng cho tổ máy 216,8 lít - Chọn thùng dầu V= 0,5 m3 dùng để chứa dầu - Chọn thùng dầu V= 0,5 m3 dùng để chứa dầu vận hành - Chọn thùng dầu V= 1,0 m3 dùng để chứa dầu cặn Dầu biến thế: Trạm thủy điện ĐăR’keh dùng máy biến thế, lượng dầu cho máy biến 2800 lít Thành phần thiết bị hệ thống dầu bao gồm thùng dầu chứa dầu sạch, dầu bẩn, hệ thống ống dẫn, van loại xấp xỉ 7,6 Tự động hoá cho hệ thống dầu Việc theo dõi, giám sát vận hành hệ thống dầu tự động hoá: Tự động đo báo tín hiệu áp lực dầu phòng điều khiển trung tâm Khi áp lực dầu giảm q giới hạn cho phép (2,2 MPa) có tín hiệu báo lệnh cho cấu điều khiển cho chạy bơm dầu máy nén khí Khi dầu đủ áp suất làm việc bơm dầu máy nén khí dừng Hệ thống khí nén Hệ thống cung cấp khí nén áp lực 0,8 MPa cho kích phanh máy phát nhu cầu kỹ thuật khác Hệ thống khí nén cao áp gồm: + 02 Máy nén khí thâp áp Mpa + 01 thùng chứa có V = 1,0 m3; P = Mpa + Mạng đường ống dẫn thiết bị đo lường kiểm tra tự động hoá Thành phần thiết bị hệ thống khí nén bao gồm máy nén khí, bình chứa khí, hệ thống ống dẫn, van loại xấp xỉ 1,0 Tự động hoá cho hệ thống khí nén Việc theo dõi, giám sát vận hành hệ thống khí nén tự động hố: Tự động đo báo tín hiệu áp lực khí nén (bằng rơ le áp lực) phòng điều khiển trung tâm Khi áp lực khí nén giảm giới hạn cho phép (0,5 Mpa với khí thấp áp) có tín hiệu báo lệnh cho cấu điều khiển cho chạy máy nén khí Khi khí nén đủ áp suất làm việc máy nén khí dừng  Hệ thống thơng gió Phòng điều khiển trung tâm, gian phân phối 6,3 KV bố trí tách biệt công nghệ phận thuận tiện cho việc lắp đặt điều hồ khơng khí cục kết hợp với thơng gió nhằm đảm bảo u cầu chống nóng mùa hè, tăng cường cải thiện điều kiện lao động cho công nhân đảm bảo tuổi thọ máy móc q trình sản xuất 48 + Phòng điều khiển trung tâm: Lắp đặt máy điều hồ khơng khí kiểu treo tường hai cục Q = 23800 BTU/h, N = 3,1 Kw, U = 220 V, Lắp đặt quạt hút gió: L = 1200 m3/h, N = 0,1 Kv + Gian Phân phối 6,3 KV: Lắp đặt máy điều hồ khơng khí kiểu tủ đặt sàn hai cục Q = 42000 BTU/h, N = 6,2 Kw, U = 380 V, Lắp đặt quạt hút gió: L = 1200 m3/h, N = 0,1 Kv Các khu vực khác nhà máy gian máy phát, sàn lắp ráp, buồng Turbin, gian khí nén, gian xử lý dầu, … sử dụng sơ đồ thơng gió khí kết hợp với thơng gió tự nhiên nhờ hệ thống thơng gió quạt hướng trục quạt ly tâm có đường ống hút khơng khí nóng thải ngồi, kết hợp bổ xung quạt thổi di động Tổng cộng gồm quạt hút mái, quạt thổi di động, quạt hướng trục, quạt ly tâm Thành phần thiết bị hệ thống nước thơng gió bao gồm máy điều hồ khơng khí, quạt, đường ống phụ kiện xấp xỉ 2,0  Hệ thống đo đại lượng thủy lực Dự kiến hệ thống đo giá trị sau: - Mực nước thượng lưu - Cột nước tác dụng - Lưu lượng qua tua bin - Chênh lệch áp lực trước sau van trước tua bin - áp lực nước điểm cần theo dõi hệ thống nước kỹ thuật - Mực nước hố tập trung nước - áp lực dầu điểm cần theo dõi hệ thống dầu - áp lực khí điểm cần theo dõi hệ thống khí nén Thành phần thiết bị hệ thống đo đại lượng thủy lực bao gồm rơ le, áp kế, thiết bị báo tín hiệu, thiết bị nhận chuyển tín hiệu phòng điều khiển trung tâm xấp xỉ 0,5 Tên công tác Nhà máy thủy điện Công tác đất Thành tiền (VNĐ) 20 tỷ 330 triệu 49 Công 1,3 tỷ tác đá Công 11 tỷ tác bê tông Công 6,8 tỷ tác cốt thép Công 555 tác triệu khác 3.5.4 Kênh xả Cửa ống hút nhà máy có bố trí khe phai van sửa chữa Kênh xả sau nhà máy đào tới cao độ 488.00 m, có chiều rộng B=5m, chiều dài L=100m, đổ vào hồ thủy điện Đăksin1 Tên công tác 3.6 Cụm truyền tải Trạm nâng áp Trạm nâng áp đặt phía sau nhà máy thủy điện (Phía thượng lưu), có kích thước (5 x 22)m Cao trình trạm 497.50m Bố trí 03 máy biến áp nâng 6.3/22 kV thiết bị phụ trợ để hòa với lưới điện trung khu vực Lựa chọn sơ đồ nối điện Các phương án Nhà máy thuỷ điện ĐăR’keh có vai trò nhỏ hệ thống điện, giai đoạn kiến nghị số phương án sơ đồ nối điện sau Phương án 1: Nhà máy có tổ máy đấu theo sơ đồ khối đơn: “Máy phát điện – máy biến áp” Tại đầu máy phát điện có bố trí máy cắt Máy biến áp chọn loại ba pha hai dây quấn Tại cấp điện áp tăng 22 kV: Chọn sơ đồ hệ thống với ngăn đấu nối từ ba khối tổ máy-máy biến áp ngăn đường dây 22 kV đến Trạm biến áp 110/22 kV 50 Phương án 2: Nhà máy có tổ máy đấu theo sơ đồ điện áp máy phát: Ba máy phát điện đấu với máy biến áp tăng có sử dụng máy cắt đầu cực máy phát điện Máy biến áp chọn loại ba pha hai dây quấn Phía cấp điện áp tăng 22 kV: Chọn sơ đồ hệ thống với ngăn đấu nối từ khối tổ máy-máy biến áp ngăn đường dây 22 kV đến Trạm biến áp 110/22 kV Phân tích yêu cầu kỹ thuật Nhận xét phương án sơ đồ nối điện chính: - Phương án 1: Sơ đồ làm việc linh hoạt tin cậy Khi cố tu, sửa chữa máy biến áp tổ máy tổ máy dừng phát điện, tổ máy lại vận hành bình thường Trong chế độ vận hành, sơ đồ tải cơng suất có độ tổn thất nhỏ so với sơ đồ phương án Sơ đồ điều khiển, bảo vệ rơ le đơn giản, tin cậy thuận lợi vận hành - Phương án 2: Sơ đồ đơn giản lắp đặt thiết bị Song lắp máy biến áp tăng với công suất lớn, nên cố tu, sửa chữa máy biến áp chính, tồn nhà máy phải dừng phát điện 100% Trong số chế độ vận hành, sơ đồ phát công suất nhỏ dẫn đến tổn thất tăng cao so với sơ đồ phương án Kiến nghị: Từ nhận xét trên, kiến nghị chọn phương án làm phương án thiết kế Sơ đồ nối điện nhà máy thơng số thiết bị điện nêu vẽ Bảng: Chi phí cụm truyền tải TT Nội dung cơng việc Đơn vị Khối lượng Đơn giá (Đ) Tổng cộng T 1,953,0 Đường dây 22kV cột km bê tông Ngăn đấu nối mạch ngăn đơn 22kV Công tác khác % 340,000,000 1,36 500,000,000 50 Tổng hợp chi phí thiết bị Hạng mục Cụm đầu mối 51 Đường ống dẫn Đường ống áp lực Máy vít V5 Máy vít V10 Cầu trục 15T Thiết bị điện nhà máy TỔNG CỘNG 3.7 Chi phí ước tính THƠNG TIN CHUNG Dự tốn (Triệu đồng) Tổng vốn đầu tư - Chi phí Xây dựng - Chi phí thiết bị - Đường dây tải điện - Chi phí đền bù giải phóng mặt - Chi khác - Dự phòng - Chi phí tư vấn đầu tư xây dựng - Chi phí Lãi vay thời gian xây dựng Nguồn vốn đầu tư - Vốn tự có - Vốn vay Trong : - Giải ngân năm thứ - Giải ngân năm thứ Suất đầu tư tạm tính (triệu đồng/Kw) 173.914 63.434 36.612 1.953 31.000 4.503 15.400 4.292 16.720 173.914 63.914 110.000 66.000 44.000 34,78 Tổng hợp chi phí thiết bị Hạng mục Cụm đầu mối Đường ống dẫn Đường ống áp lực Máy vít V5 Máy vít V10 Cầu trục 15T Thiết bị điện nhà máy TỔNG CỘNG 52 THÔNG TIN KINH TẾ KỸ THUẬT Sản lượng điện hàng năm Doanh thu (Chưa VAT) Chi phí +Thuế tài nguyên +Thủy lợi phí (8% đến 12%) x D.Thu + Chi phí mua điện tự dùng: - Điện tiêu thụ hàng năm - Giá mua điện tự dùng - Số hoạt động/năm - Phí dịch vụ mơi trường rừng Chi phí vận hành & sửa chữa Chi phí khác Khấu hao TSCĐ - Xây lắp - Thiết bị + lưới Điện - Chi phí khác 20,96 tr kWh/năm 22.104 tr.đ/năm tr.đ/năm tr.đ/năm 69 tr.đ/năm 22.839 kWh/năm 3.000 đ/kWh 4.192 h/năm tr.đ/năm 1.020 tr.đ/năm 200 tr.đ/năm 25 năm 25 năm 20 năm Giá điện bình quân chưa VAT :1.055 đ/kWh Chi phí vận hành & sửa chữa 1% tổng vốn đầu tư xây dựng, thiết bị, đường dây tải điện THÔNG TIN VỀ THUẾ VÀ SỬ DỤNG Thuế thu nhập doanh nghiệp 'Ưu đãi (4 năm đầu) 'Ưu đãi (9 năm sau) Thuế VAT Lãi vay Thời gian vay 5.Suất sinh lời chủ sở hữu Thời gian ân hạn trả gốc vay Thởi gian ân hạn trả lãi vay Thời gian xây dựng hoàn thành 10%/năm 0% 5,0% 10% 9,5%/năm 144 tháng 8%/năm năm năm năm 53 VỐN 54 ... liên quan 2.4.2 Các ràng buộc hệ thống Khi xây dựng vận hành hệ thống cần tuân thủ nghiêm ngặt quy định nhà nước, ngành sau: − Sở xây dựng: phải có giấy phép xây dựng − Sở kế hoạch đầu tư: có... pháp an ninh lượng hệ thống điện vấn đề khơng Nhà nước, Chính phủ mà trách nhiệm người Vì lẽ đó, nhóm lấy hệ thống nhà máy thủy điện làm đề tài cho tập lớn môn Kỹ thuật hệ thống lần Chương 2:... dự án đầu tư xây dựng cơng trình − Nghị định số 12/2009/NĐ-CP ngày 10/02/2009 Chính Phủ quản lý dự án đầu tư xây dựng cơng trình − Căn vào công văn số 146/UBND-KT ngày 09/02/2007 việc thông báo