Nhà máy thủy điện – Các thành phần cơ bản của nhà máy thủy điện

1.1 PHÂN LOẠI NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

Nhà máy thuỷ điện là khu công trình thuỷ công trong đó sắp xếp các thiết bị động lực ( turbin, máy phát điện ) và các hệ thống thiết bị phụ ship hàng cho sự thao tác thông thường của các thiết bị chính nhằm mục đích sản xuất điện năng cung ứng cho các hộ dùng điện. Có thể nói đây là một xưởng sản xuất điện năng của khu công trình thuỷ điện. Loại và cấu trúc nhà máy phải bảo vệ thao tác bảo đảm an toàn của các thiết bị và thuận tiện trong quản lý và vận hành .
Nhà máy thuỷ điện được chia thành ba loại cơ bản :

– Nhà máy thuỷ điện ngang đập được xây dựng trong các sơ đồ khai thác thuỷ năng kiểu đập với cột nước không quá 35 – 40 m. Bản thân nhà máy là một thành phần công trình dâng nước, nó thay thế cho một phần đập dâng. Của lấy nước cũng là thành phần cấu tạo của bản thân nhà máy. Do vị trí nhà máy nằm trong lòng sông nên loại nhà máy này còn được gọi là nhà máy thuỷ điện kiểu lòng sông. Chi tiết kết cấu loại nhà máy này được trình bày trong chương II mục 2-1.

– Nhà máy thuỷ điện sau đập được sắp xếp ngay sau đập dâng nước. Khi cột nước cao hơn 30-45 m thì bản thân nhà máy vì nguyên do không thay đổi khu công trình không hề là một thành phần của khu công trình dâng nước ngay cả trong các trường hợp tổ máy hiệu suất lớn. Nếu đập dâng nước là đập bê tông trọng tải thì cửa lấy nước và đường ống dẫn nước turbin được sắp xếp trong thân đập bê tông, đôi lúc đường ống dẫn nước turbin được sắp xếp trên mái hạ lưu của đập .
– Nhà máy thuỷ điện đường dẫn trong sơ đồ khai thác thuỷ năng kiểu đường dẫn hoặc phối hợp, nhà máy thuỷ điện đứng riêng không liên quan gì đến nhau tách khỏi khu công trình đầu mối. Cửa lấy nước đặt cách xa nhà máy. Trong trường hợp khu công trình dẫn nước là không áp thì cửa lấy nước nằm trong thành phần của bể áp lực đè nén ; trong trường hợp khu công trình dẫn nước là đường hầm có áp thì cửa lấy nước sắp xếp ở đầu đường hầm và là một khu công trình độc lập. Đường dẫn nước vào nhà máy thường là đường ống áp lực đè nén nhưng trong trường hợp trạm thuỷ điện đường dẫn cột nước thấp với đường dẫn là kênh dẫn thì hoàn toàn có thể sắp xếp nhà máy thuỷ điện kiểu ngang đập .
Ngoài cách phân loại cơ bản trên nhà máy thuỷ điện còn được phân loại theo vị trí tương đối của bản thân nhà máy trong sắp xếp toàn diện và tổng thể : Nhà máy thuỷ điện trên mặt đất ( nhà máy thường thì ) ; nhà máy thuỷ điện ngầm được sắp xếp hàng loạt trong lòng đất, nhà máy thuỷ điện nửa ngầm với phần hầu hết của nhà máy sắp xếp ngầm trong lòng đất, phần mái che hoàn toàn có thể sắp xếp hở trên mặt đất ; nhà máy thuỷ điện trong thân đập được sắp xếp trong thân đập bê tông, trong thân đập đất, giữa các trụ chống của đập trụ chống …
Về đặc thù cấu trúc của ba loại cơ bản trên, nhà máy thuỷ điện còn có nhiều dạng cấu trúc đặc biệt quan trọng khác như nhà máy tích hợp xả lũ dưới đáy hoặc trong thân đập tràn, trong trụ pin, nhà máy thuỷ điện ngang đập với turbin capxul, nhà máy thuỷ điện thuỷ triều … Các loại nhà máy này tạm xếp chung vào loại nhà máy đặc biệt quan trọng .
Về hiệu suất nhà máy thuỷ điện chia làm nhiều loại theo hiệu suất lắp máy, cách phân loại này chỉ là tương đối và đơn cử với tiêu chuẩn của từng vương quốc. Ở Việt nam cấp khu công trình được xác lập theo tiêu chuẩn TCVN-5060-90 :
Nhà máy thuỷ điện lớn Nlm ³ 1000 MW
Nhà máy thuỷ điện vừa : 15 £ Nlm £ 1000 MW Nhà máy thuỷ điện nhỏ : Nlm £ 15 MW
Theo cột nước nhà máy thuỷ điện phân theo ba loại tuỳ thuộc cột nước công tác làm việc lớn nhất :
Nhà máy thuỷ cột nước cao : Hmax > 400 m Nhà máy thuỷ điện cột nước trung bình : 50 £ Hmax £ 400 m Nhà máy thuỷ điện cột nước thấp : Hmax < 50 m Cột nước công tác làm việc Hmax có tương quan đến loại turbin sắp xếp trong nhà máy. Ở TTĐ cột nước cao sắp xếp turbin tâm trục tỷ tốc bé và khi cột nước Hmax > 500 m sử dụng turbin gáo. Ở TTĐ cột nước trung bình thường sắp xếp các loại turbin tâm trục với các tỷ tốc từ lớn đến bé và trong 1 số ít trượng hợp với cột nước Hmax > 150 m hoàn toàn có thể sử dụng turbin cánh chéo. Ở TTĐ cột nước thấp thường sắp xếp turbin cánh quay hoặc turbin cánh quạt và cũng hoàn toàn có thể sắp xếp các turbin tâm trục tỷ tốc lớn hoặc turbin cánh chéo .
Hình thức lắp máy cũng có ảnh hưởng tác động lớn đến cấu trúc nhà máy thuỷ điện : Với turbin phản kích hiệu suất lớn thường sắp xếp trục đứng. Bố trí như vậy nhà máy sẽ gọn hơn nhưng chiêu sâu móng nhà máy sẽ lớn. Với TTĐ ngang đập cột nước thấp Hmax < 20 m hoàn toàn có thể sử dụng turbin cánh quay kiểu capxul trục ngang, ống hút thẳng. Với nhà máy thuỷ điện sử dụng turbin tâm trục hiệu suất nhỏ cho thấy tốt nhất là sử dụng hình thức lắp máy trục ngang khi đó việc lắp ráp và thay thế sửa chữa turbin và máy phát không nhờ vào lẫn nhau nhưng size mặt phẳng nhà máy yên cầu lớn hơn so với trục đứng. Đối với TTĐ sử dụng turbin gáo hình thức lắp máy hoàn toàn có thể trục đứng hoặc trục ngang không phụ thuộc vào vào hiệu suất tổ máy mà nhờ vào vào số lượng vòi phun và các yếu tố cấu trúc khu công trình đơn cử . Kết cấu nhà máy thuỷ điện được chia làm hai phần : Phần dưới nước ( khối bê tông phía dưới ) sắp xếp turbin, buồng xoắn, ống hút, các hệ thống thiết bị phụ. Phần trên nước gồm có gian máy và gian lắp ráp-sửa chữa, gian máy sắp xếp máy phát điện, thùng dầu áp lực đè nén và tủ điều tốc turbin . Đối với nhà máy thuỷ điện tích năng cách phân loại và đặc thù cấu trúc cũng tương tự như như nhà máy thuỷ điện. Phần khác nhau cơ bản ở cấu trúc phần dưới nước nhà máy tuỳ theo sơ đồ sắp xếp thiết bị sẽ được trình diễn ở chương II .

1.2 CÁC THIẾT BỊ BỐ TRÍ TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

Các thiết bị sắp xếp trong nhà máy thuỷ điện được chia thành các loại : Thiết bị động lực ( turbin, máy phát điện ), thiết bị cơ khí, thiết bị phụ, thiết bị điện .
Sơ đồ công nghệ tiên tiến sắp xếp các thiết bị trong nhà máy thuỷ điện được trình diễn trên hình 1-1 .

Hình 1.-1. Sơ đồ công nghệ bố trí thiết bị nhà máy thuỷ điện

1 – Turbin, 2 – máy phát điện, 3 – van trước turbin, 4 – máy biến áp, 5 – cáp dẫn điện máy phát, 6 – mạng lưới hệ thống làm mát máy phát, 7 – mạng lưới hệ thống giám sát và tinh chỉnh và điều khiển, 8 – mạng lưới hệ thống cấp nước kỹ thuật, 9 – mạng lưới hệ thống khí nén, 10 – mạng lưới hệ thống kích từ, 11 – mạng lưới hệ thống dầu, 12 – cầu trục, 13 – phòng điều khiển và tinh chỉnh TT, 14 – trạm phân phối điện, 15 – đường dây điện áp cao thuộc trạm, 16 – cửa van ống hút, 17 – thùng dầu áp lực đè nén, 18 – tủ điều tốc, 19 – máy tiếp lực, 20 – mạng lưới hệ thống thoát nước .

1.2.1 Turbin thuỷ lực

Thiết bị động lực gồm có turbin thuỷ lực và máy phát điện .
Các bộ phận cơ bản của turbin phản kích là bộ phận dẫn nước vào ( buồng xoắn ), phần cơ khí thuỷ lực ( trụ chống, cánh hướng nước, bánh xe xông tác ), bộ phận tháo nước ( ống hút ), hệ thống thiết bị tinh chỉnh và điều khiển turbin ( thùng dầu áp lực đè nén, tủ điều tốc, máy tiếp lực ) .
Phụ thuộc vào cột nước mà sử dụng các loại turbin cánh quay, cánh quạt, tâm trục hay turbin gáo. Phần turbin thuỷ lực đã được trình diễn trong giáo trình turbin thuỷ lực, trong giáo trình này chỉ trình diễn một cách tổng quát các thiết bị khác có tương quan đến việc sắp xếp và cấu trúc nhà máy thuỷ điện .

1.2.2. Máy phát thuỷ điện

Máy phát là động cơ biến cơ năng của turbin thành điện năng phân phối cho mạng lưới hệ thống điện. Máy phát thuỷ điện về nguyên tắc là máy phát đồng bộ ba pha, các bộ phận hầu hết của nó gồm có : rotor nối với trục turbin trực tiếp hoặc gián tiếp qua mạng lưới hệ thống truyền động. Ro to làm trách nhiệm tạo nên từ trường quay làm Open dòng điện xoay chiều trong các cuộn dây trong các ổ cực của stator máy máy phát. Để bảo vệ tần số dòng điện tiêu chuẩn 50 hec ( Ở một số ít nước là 60 hec ), nhu yếu rotor máy phát phải quay với vận tốc không đổi khác khi thao tác có phụ tải và bằng vận tốc quay đồng điệu. Nếu trục turbin và trục máy phát nối trực tiếp thì vận tốc quay của chúng phải như nhau và là vận tốc quay đồng điệu. Ngoài hai bộ phận hầu hết là rotor và stator máy phát còn có các bộ phận phụ trợ khác như mạng lưới hệ thống kích từ, các mạng lưới hệ thống làm mát, chống cháy, nén nước v.v…

1. Các thông số cơ bản của máy phát

– Công suất định mức ( hiệu suất tính năng ) là hiệu suất hữu công tối đa của máy phát : Nmf, kW .
– Công suất toàn phần ( hiệu suất biểu kiến ) : S, kV. A .

– Cường độ dòng điện của stator máy phát : I, A, nhờ vào vào hiệu suất và điện áp .
– Hệ số hiệu suất tính năng : cos j phụ thuộc vào vào nhu yếu của mạng lưới hệ thống lưới điện và hiệu suất máy phát :
–

– Số vòng xoay định mức đồng điệu ) : to máy phát n = 60 f, trong đó : p – số đôi cực từ của ro
– Hiệu suất máy phát điện : hmf phụ thuộc vào vào hiệu suất phát điện của máy mát. Hiệu suất ở chính sách thao tác với hiệu suất định mức của máy phát loại lớn hoàn toàn có thể đạt 96,5 – 98,5 % .

2. Kết cấu máy phát và tổ máy

Tổ máy thuỷ điện có ba hình thức lắp máy : trục đứng, trục ngang và trục xiên. Trong hình thức lắp máy trục đứng hoàn toàn có thể sử dụng các máy phát kiểu treo và kiểu ô ( hình 1-3 ). Thông thường máy phát kiểu treo được sử dụng với các máy phát có vận tốc quay n > 150 vòng / phút, máy phát kiểu ô – khi n < 150 vòng / phút . a, Máy phát kiểu treo : Rotor ( hình 1-2 ) là bộ phận quay của máy phát trên đó gắn các cực từ với các cuộn dây sử dụng điện một chiều. Cấu tạo của rotor gồm có : mayơ 18 gắn cố định và thắt chặt trên trục 19, nan hoa ( khung ) 16 và vành 13 trên đó gắn các cực từ 12. Mỗi một cực từ là một nam châm hút điện gồm một lõi thép và một cuộn dây, nó được gắn vào vành nhờ các rãnh trong vành 13 và được nêm chặt. Vành rotor được làm bằng thép lá dày 4-5 mm lắp ghép thành các cung tròn riêng không liên quan gì đến nhau và link với nhau khi lắp máy. Khi đường kính rotor nhỏ ( < 4,5 m ) vành hoàn toàn có thể làm thành vòng tròn liền khối. Các lõi thép từ của các cực từ cũng được làm từ các thép lá dày 1,5 - 2 mm. Đầu của các cuộn dây của cực từ được nối vào hai vòng tiếp xúc của mạng lưới hệ thống kích từ. Dưới đáy của vành rotor có gắn các vòng đệm phanh 15 qua nó các guốc phanh 14 hoàn toàn có thể ép chặt khi phanh hãm tổ máy . Với đường kính nhỏ hơn 1400 mm trục máy phát 19 thường được đúc liền với bích, khi đường kính trục lớn hơn chúng thường được làm rời thành hai cụ thể riêng và hàn lại với nhau. Đôi khi trục máy phát được làm thành hai nửa hình tròn trụ bằng thép cán uốn cong và hàn lại với nhau theo chiều dọc và sau đó hàn với bích. Chiều dày tấm thép cán không quá 100 mm. Thông thường trục máy phát và trục turbin được làm rỗng bên trong với mục tiêu kiểm tra chất lượng lắp ghép trục và trong quản lý và vận hành sử dụng để sắp xếp các đường ống dẫn dầu tinh chỉnh và điều khiển cánh bánh xe công tác làm việc turbin ( BXCT ) hoặc ống dẫn khí để giảm sự xê dịch áp suất của dòng chảy trong BXCT .

Hình 1-2. Cắt ngang tổ máy với máy phát điện kiểu treo

Stator – phần cố định và thắt chặt của máy phát có cấu trúc gồm lõi thép từ 10 và cuộn cảm điện xoay chiều 11, chúng được gắn trên giá đỡ 9. Cuộn cảm có dạng ống hoặc dạng thanh được nối tiếp nối đuôi nhau tạo theo các pha của dòng điện xoay chiều. Lõi thép từ được làm bằng các lá thép mỏng mảnh từ tính cao với chiều dày 0,5 mm trong đó sắp xếp các rãnh quấn dây và các rãnh thông khí của mạng lưới hệ thống làm mát máy phát 2 và 8. Stator thường được gia công thành 2-6 phần và lắp ghép với nhau bằng bích nối và bu lông. Giá máy phát ( còn gọi là vỏ máy ) được đặt lên khối bê tông bệ đỡ của máy phát và néo vào bê tông bằng bu lông. Dòng điện được dẫn tới máy biến áp nhờ các dây dẫn 6 .
Ổ trục của máy phát được chia thành hai loại : ổ trục hướng 4 tiếp đón các lực vuông góc với trục và ổ trục đỡ 3 đảm nhiệm các lực dọc trục của hàng loạt tổ máy. ( Ổ trục đỡ còn gọi là ổ trục chính )
Ổ trục hướng của các máy phát trục đứng thường là các vòng bạc bôi trơn bằng dầu, các vòng bạc này được kiểm soát và điều chỉnh bằng bu lông để kiểm soát và điều chỉnh khoảng cách giữa bạc và trục .
Ổ trục đỡ đảm nhiệm các lực theo phương thẳng đứng gồm có khối lượng tổng thể các phần quay của tổ máy và lực dọc trục do áp lực đè nén của dòng chảy truyền qua BXCT của turbin. áp lực đè nén này hoàn toàn có thể đạt 80 % – 140 % khối lượng của các phần quay. Như vậy tải trọng ổ trục này đảm nhiệm là rất lớn hoàn toàn có thể đạt tới 34 MN ( 34.000 KN ) và nó là bộ phận quan trọng của tổ máy. Để cho tổ máy thao tác bảo đảm an toàn và tuổi thọ cao cần phải bảo vệ sao cho tổn thất nguồn năng lượng do ma sát trong nó là nhỏ nhất, sự phân bổ tải trọng từ phần quay lên các phần cố định và thắt chặt phải tương đối đều .
Ổ trục đỡ thường được làm dưới dạng cấu trúc cứng hoặc cấu trúc đàn hồi bằng thuỷ lực hoặc bằng lò xo. Phần quay gồm có bộ phận tì gắn chặt với trục a và gắn lên nó là đĩa b với mặt trơn phía dưới. Phần cố định và thắt chặt gồm các vòng bạc bằng kim loại tổng hợp hình cung đặt trên các hộp đệm thuỷ lực d truyền tải xuống dưới. Yêu cầu phần tiếp xúc giữa phần quay và phần cố định và thắt chặt không được cho phép để xẩy ra ma sát khô, lớp màng dầu giữa các mặt tiếp xúc khoảng chừng 50-100 micro mét, thế cho nên hàng loạt ổ trục đỡ được đặt trong bể chứa dầu e. Trong quy trình khởi động và tắt máy, do vận tốc quay giảm nhỏ nên năng lực không bảo vệ tạo màng dầu trên toàn mặt phẳng đĩa bạc, trong trường hợp này người ta làm trong vòng tựa của bạc những rãnh mà theo đó dầu áp lực đè nén cao được tự động hóa bơm vào trong các trường hợp này. Diện tích mặt tiếp xúc nhu yếu sao cho áp suất mặt tiếp xúc trên bạc không vượt quá 4-6 MP .

Giá đỡ các ổ trục có: giá chữ thập trên 1, giá chữa thập dưới 20 và kích neo 5. Giá chữ thập là một kết cấu thép dạng khung dầm rẻ quạt để đỡ các ổ trục đỡ và ổ trục hướng. Giá chữ thập trên đặt phía trên rotor đỡ ổ trục đỡ và ổ trục hướng, giá chữ thập dưới làm nhiệm vụ đỡ ổ trục hướng phía dưới rotor máy phát. Do ổ trục đỡ nằm trên rotor nên rotor và BXCT turbin được treo trên giá chữ thập trên và do vậy máy phát loại này được gọi là máy phát kiểu treo. Giá chữ thập trên được đặt trên giá vỏ của máy phát. Kích thước và kết cấu giá chữ thập phụ thuộc vào tải trọng mà nó gánh chịu, vì vậy ở máy phát kiểu treo giá chữ thập trên có chiều cao lớn hơn nhiều so với giá  chữ thập dưới. Giữa các dầm rẻ quạt của giá chữ thập trên được lắp các tấm thép làm nắp đậy máy phát. Trong nhiều trường hợp các giá chữ thập được làm dưới dạng dầm đôi thông thường.
 

Hình 1-3. Cắt ngang tổ máy với máy phát kiểu ô có giá chữ thập đặt trên nắp turbin

b, Máy phát kiểu ô :
Ưu điểm của máy phát kiểu treo là tính không thay đổi cao, không bị rung động. Nhưng điểm yếu kém của chúng là chiều cao giá chữ thập lớn tác động ảnh hưởng tới chiều cao gian máy, mặt khác khi sửa chữa thay thế totor bắt buộc phải tháo dỡ ổ trục chính .
Điểm độc lạ cơ bản của máy phát kiểu ô là ổ trục đỡ nằm dưới rotor máy phát, giá chữ thập dưới đỡ ổ trục sẽ có chiều to lớn. Nhưng các máy phát trục đứng hiệu suất lớn lúc bấy giờ thường sử dụng giá chữ thập dưới có dạng thùng chụp hình nón cụt 17 đặt trên nắp turbin ( hình 1-3 ). Làm như vậy hoàn toàn có thể giảm được kích cỡ và khối lượng của máy phát khoảng chừng 7-10 % so với giá chữ thập ngang thường thì đặt trên khối bê tông thành giếng turbin .
Nhược điểm của máy phát kiểu ô là trục tổ máy dễ bị rung động với mức độ lớn hơn so với máy phát kiểu treo nhưng có ưu điểm là được cho phép sửa rotor máy phát không cần phải tháo dỡ ổ trục đỡ và do đó không phải thực thi cân chỉnh lại trục, giảm thời hạn đại tu sửa chữa. Hơn nữa giá chữ thập trên có chiều cao thấp hoàn toàn có thể làm giảm độ cao của gian máy và về mặt mỹ quan gian máy sẽ thoáng đẹp hơn .
c, Tổ máy thuỷ điện kiểu

Hình 1- 4. Tổ máy capxul của TTĐ Kievskaia ( Ucraina).

Máy phát của tổ máy capxul ( hình 1-4 ) được đặt trong vỏ thép 7 ( capxul ) có hình dạng lưu tuyến để giảm tổn thất thuỷ lực. Capxul được đặt trên các trụ thép 8 và các stator ( trụ ) turbin 1. Lối ra vào capxul với gian máy phía trên thường sử dụng giếng đứng 2. trong
Tổ máy thuỷ điện capxul khởi đầu chỉ sử dụng ở các TTĐ thuỷ triều nhưng thời nay chúng được sử dụng thoáng đãng ở các trạm thuỷ điện cột nước thấp ( H £ 20 m ). Do dòng chảy trong các bộ phận dẫn dòng thẳng nên năng lực qua nước của turbin loại này lớn hơn so với turbin có cùng BXCT trục đứng khoảng chừng 10-15 %. Do đó sử dụng loại tổ máy này hoàn toàn có thể giảm kích cỡ nhà máy và giảm vốn góp vốn đầu tư kiến thiết xây dựng 10 – 20 % .
Trong nhiều trường hợp hoàn toàn có thể phối hợp các trụ đỡ capxul với lối ra vào liên thông với gian máy. Stator máy phát là một phần của vỏ capxul. Để giảm size của capxul máy phát điện sử dụng mạng lưới hệ thống làm mát trọn vẹn bằng nước cả rotor 3 lẫn stator 4. đường kính capxul thường bằng ( 0,9 ¸ 1,2 ) D1 – đường kính BXCT turbin .
Trong các trường hợp cột nước thấp, vận tốc quay của máy phát nhỏ dẫn tới kích cỡ của nó phải lớn, để giảm size máy phát người ta thường sử dụng bộ truyền động để tăng vận tốc quay lên khoảng chừng 6 ¸ 10 lần. Đường kính BXCT turbin với cột nước H £ 25 m, N £ 55 MW nên chọn trong số lượng giới hạn 4 ¸ 8 m, đây là các hạn chế tối thiểu để sắp xếp thiết bị trong capxul và tối đa do tính phức tạp của cấu trúc lớn trong nước và bản thân BXCT .
d, Các mạng lưới hệ thống phụ của máy phát .
Hệ thống kích từ. Hệ thống kích từ cung ứng điện một chiều cho các cuộn dây của rotor tạo nên từ trường quay. Công suất của mạng lưới hệ thống này khoảng chừng 0.5 ¸ 1 % tổng hiệu suất các tổ máy. Khi mất điện một chiều thì tổ mấy trọn vẹn sa tải, thế cho nên mạng lưới hệ thống kích từ phải có độ an toàn và đáng tin cậy rất cao và phải độc lập cho từng tổ máy một .
Trước đây thường sử dụng mạng lưới hệ thống kích từ trực tiếp với máy kích từ đặt trực tiếp lên phía trên rotor máy phát, trục của máy kích từ nối với trục máy phát, vành góp của máy kích từ nối với đầu vào cuộn dây của rotor .
Các máy phát hiện đại hiệu suất lớn thường sử dụng mạng lưới hệ thống kích từ gián tiếp với nguồn điện một chiều độc lập. Nguồn điện một chiều này hoàn toàn có thể do động cơ điện không đồng điệu cung ứng hoặc sử dụng mạng lưới hệ thống điện tự dùng với các thiết bị nắn dòng. Nhưng để bảo vệ độ bảo đảm an toàn cao so với mạng lưới hệ thống kích từ thường sử dụng động cơ điện xoay chiều phụ lắp chung trục với máy phát riêng cho từng tổ máy .
Hệ thống kích từ gián tiếp này có ưu điểm làm giảm chiều cao phần đỉnh máy phát điện và rẻ hơn .
Hệ thống phanh hãm tổ máy. Để giảm thời hạn máy phát quay với vận tốc nhỏ, khi đó độ dày màng dầu bôi trơn trong các ổ trục giảm đi đáng kể gây nguy cơ tiềm ẩn cho trục và ổ trục cần phải có mạng lưới hệ thống phanh tổ máy. Hệ thống này được sắp xếp trên giá chữ thập dưới hoặc trên bệ bê tông đỡ máy phát. Hệ thống phanh thường sử dụng là các kích sử dụng khí nén áp suất 0,6 ¸ 0,8 MP có gối đệm áp sát guốc phanh dưới đáy rotor. Quá trình phanh hãm thường khởi đầu khi vận tốc quay của máy phát giảm còn khoảng chừng 25 ¸ 30 % vận tốc định mức .
Hệ thống phanh còn sử dụng để nâng phần quay tổ máy lên khoảng chừng 30 ¸ 40 mm đủ để tháo dỡ ổ trục chặn khi sửa chữa thay thế và lắp ráp nó. Trong trường hợp này cần có máy bơm dầu chuyên dùng với áp lực đè nén khoảng chừng 10 MP bơm dầu vào các xi lanh của kích phanh .
Hệ thống làm mát máy phát. Khi thao tác lõi thép từ và các cuộn dây điện đều sản sinh một nhiệt lượng tương đối lớn. Thông thường sử dụng các cánh quạt gắn bên trên và bên dưới rotor, khi rotor quay các cánh này tạo thành những chiếc quạt để quạt gió qua các rãnh làm mát của rotor và stator máy phát, gió được đẩy từ phía trong ra ngoài .
Với các máy phát hiệu suất N ³ 15 MV.A thường sử dụng hình thức làm mát kiểu kín tuần hoàn. Không khí nóng được thổi qua máy làm mát với các ống đồng dẫn nước. Máy làm mát về nguyên tắc được gắn trực tiếp vào stator máy phát nhưng cũng hoàn toàn có thể sắp xếp theo các phương hướng kính so với trục .
Để tăng hiệu suất máy phát hoàn toàn có thể bằng cách tăng cường mạng lưới hệ thống làm mát mà không cần làm tăng khối lượng của lõi thép cũng như của các cuộn dây. Thực hiện giải pháp này hoàn toàn có thể tăng lưu lượng quạt không khí của các cánh quạt bằng cách tăng kích cỡ của chúng hoặc sử dụng mạng lưới hệ thống thổi khí riêng .
Biện pháp làm mát trực tiếp bằng nước là có hiệu suất cao nhất về mặt truyền nhiệt. Khi đó các dây dẫn điện của stator và nhiều lúc cả của rotor được làm dưới dạng các ống rỗng và qua đó nước lọc sạch chảy qua ( nước chưng cất ). Nước sạch này lại được nén qua máy làm mát sử dụng nước thường thì. Mặc dù làm mát bằng nước phức tạp hơn so với làm mát bằng không khí nhưng sử dụng nó làm tăng đáng kể hiệu suất phát điện hoặc giảm đáng kể kích cỡ của nó khi cùng hiệu suất ( hoàn toàn có thể giảm đến 30 % chiều cao lõi thép từ ) .
Hệ thống đo lường và thống kê bảo vệ. Hệ thống này cung ứng thông tin về chính sách thao tác không thông thường của tổ máy và tự động hóa trọn vẹn dừng máy khẩn cấp khi các chỉ số kĩ thuật vượt quá mức số lượng giới hạn. Trong mạng lưới hệ thống này gồm có các mạch bảo vệ bằng các tín hiệu ( âm thanh, ánh sáng … ). Hệ thống tín hiệu cảnh báo nhắc nhở sẽ thao tác khi có sự xô lệch so với chính sách thao tác thông thường của một bộ phận nào đó của tổ máy, còn cắt tải sự cố chỉ trong trường hợp các chỉ số kĩ thuật vượt quá mức số lượng giới hạn .
Các thiết bị đo nhiệt độ được sắp xếp để kiểm tra các ổ trục và máy làm mát. Một loại thiết đị đo nhiệt được nối với mạch tín hiệu để thông tin còn loại khác nối với mạch rơ le bảo vệ tự động hóa cắt tải khi thiết yếu .
Ngoài các mạng lưới hệ thống trên, trong máy phát còn sắp xếp các bộ phận link tới mạng lưới hệ thống phòng cháy của TTĐ .
e, Xác định các thông số kỹ thuật và các kích cỡ cơ bản của máy phát .
Kích thước đa phần của máy phát điện là đường kính ngoài lõi thép từ của stator Da và chiều cao lõi thép từ la .
Nhãn hiệu máy phát bộc lộ loại máy phát, hình thức lắp máy ( đứng, ngang ) size ( Da, la ), số cực từ và ngoài những còn biểu lộ 1 số ít đặc thù về năng lực thao tác trong các điều kiện kèm theo khác như khí hậu …
Ví dụ : CB 940 / 235 – 30
– C – Loại máy phát đồng nhất
– B – trục đứng
– 940 – Da = 940 cm
– 235 – la = 235 cm
– 30 – số cực máy phát 2 p = 30 .
Với máy phát hiệu suất lớn N ³ 20 MW thường được phong cách thiết kế sản xuất theo từng chiếc cho các khu công trình đơn cử. Vì vậy khi phong cách thiết kế TTĐ trong các tiến trình phong cách thiết kế bắt đầu các size cơ bản của máy phát điện trong thời điểm tạm thời xác lập sơ bộ theo size các máy phát đã được sản xuất cuat các TTĐ có hiệu suất và số vòng xoay tựa như hoặc lựa chọn theo máy phát đã được sản xuất sẵn. Trong trường hợp lựa chọn máy phát có sẵn trong bảng tra phải bảo vệ điều kiện kèm theo tiêu chuẩn số vòng xoay đồng điệu còn hiệu suất máy phát hoàn toàn có thể chọn với mức độ rơi lệch không quá ± 5 % .
Nmf = [ Nmf ] ± 5 % ; nmf = [ nmf ] ;
Trong trường hợp này đường kính lõi thép từ của rotor Di ( trong trong thực tiễn khe hở giữa rotor và stator khoảng chừng 15 ¸ 25 mm không nhờ vào size và hiệu suất nên hoàn toàn có thể xem như gần bằng đường kính trong của stator ) giữ nguyên và hiệu chỉnh lại chiều cao lõi thép từ la theo tỷ suất với hiệu suất :

trong đó : Nmf, [Nmf] – tương ứng là công suất máy phát thiết kế và công suất máy phát có sẵn trong bảng tra.; la, [la] – tương ứng là chiều cao lõi thép từ của rotor máy phát thiết kế và máy phát có sẵn trong bảng tra.

Trong trường hợp máy phát phong cách thiết kế không thoả mãn các điều kiện kèm theo tương tự như kể trên thì cũng hoàn toàn có thể sử dụng các công thức kinh nghiệm tay nghề sản xuất của các khu công trình đã thiết kế xây dựng để xác lập size cơ bản của máy phát và trong các quá trình tiếp theo sẽ chính xác hoá theo các điều kiện kèm theo công nghệ tiên tiến cho từng khu công trình đơn cử .
Công suất toàn phần định mức của máy phát hoàn toàn có thể xác lập theo công thức :

Công suất thống kê giám sát được kiểm soát và điều chỉnh thông số nhờ vào và thông số hiệu suất tính năng cosj :
So = k Smf, MVA ( 1/5 )

Bảng 1- 1.

Công suất trên mỗi cực máy phát :

2 p – số cực từ máy phát điện .
Chiều dài cung tròn vành sắp xếp cực rotor :
t * = AS * a, m. ( 1-7 )
Các thông số : A, a – xác lập theo bảng 1-2 nhờ vào vào chính sách làm mát máy phát .

Đường kính rotor xác định :

turbin;

, – số vòng xoay quy dẫn ở chính sách lồng tốc ;, – số vòng xoay quy dẫn ở chính sách giám sát của tổ máy. Hệ số kp hoàn toàn có thể xác lập trên đường đặc tính tổng hợp của turbin turbin với độ mở lớn nhất của cánh hướng nước. Đối với turbin cánh quay thì, xác lập theo giá trị lớn nhất trong tổng thể các chính sách cánh quạt với các góc đặt cánh khác nhau .
Để hoàn toàn có thể thực thi tháo lắp turbin mà không phải tháo dỡ stator máy phát thì đường kính tối thiểu của rotor phải thoả mãn :
Di ³ Dg + 0,6 m – so với máy phát có giá chữ thập dưới .
Di ³ Dg + 0,2 m – so với máy phát có giá đỡ ổ trục dưới đặt trên nắp turbin. Di ³ Dg + 2,0 m – đối trường hợp cần triển khai lắp ghép rotor trong hố máy phát .
Dg – đường kính giếng turbin được xác lập theo điều kiện kèm theo phong cách thiết kế đơn cử, sơ bộ hoàn toàn có thể lấy bằng đường kính trong Db của stator turbin .
Chiều cao lõi thép từ xác lập theo công thức :

và phải thoả mãn điều kiện kèm theo : la / t * = 1,5 ¸ 4. Trong trong thực tiễn do điều kiện kèm theo luân chuyển cuộn dây cùng lõi thép từ, chiều cao lõi thép không nên lấy quá 2,75 m và thường lấy theo các giá trị sau :
la = 40 ; 80 ; 100 ; 110 ; 130 ; 140 ; 150 ; 175 ; 190 ; 210 ; 230 ; 250 ; 275 cm .

Bảng 1-2.

Sau khi xác lập được đường kính và chiều cao lõi thép từ rotor Di và la hoàn toàn có thể sơ bộ xác lập các kích cỡ khác của máy phát theo bảng 1-3 và hình 1/5 trên cơ sở các kích cỡ cơ bản Di và la. ( trong đó kích cỡ a – khoảng cách từ đỉnh giá chữa thập dưới đến đáy stator, c – chiều dài trục máy phát từ đáy giá chữ thập dưới đến bích nối với trục turbin. ) .

Hình 1-5. Các kích thước cơ bản của máy phát. a- kiểu ô, b- kiểu treo

Căn cứ vào tỷ số giữa Di và la, vận tốc quay của máy phát để phân biệt máy phát kiểu ô hay kiểu treo :
Máy phát kiểu treo được sử dụng khi Di / la < 4, còn máy phát kiểu ô được sử dụng khi Di / la > 5. Trong khoảng chừng Di / la = 4 ¸ 5 nếu vận tốc quay no > 150 v / f – chọn máy phát kiểu treo, ngược lại chọn máy phát kiểu ô .
Ngày nay các máy phát kiểu ô hiệu suất lớn, giá chữ thập dưới đỡ ổ trục chẵn của chúng thường đặt trên nắp turbin để giảm chiều cao phần dưới nước nhà máy TĐ .
Đường kính ngoài trục turbin được xác lập theo công thức :

trong đó hiệu suất máy phát Nmf, kW, no – vòng / phút .
Đường kính trục lấy chẵn 5 cm khi dv = 60 ¸ 100 cm, chẵn 10 cm khi dv > 10 cm theo chiều tăng size .
Trọng lượng toàn bộ máy phát điện sơ bộ hoàn toàn có thể lấy bằng :
Gmf = y Di la, tấn ( 1-13 )
Trong đó thông số y = 44 ¸ 50 – so với máy phát kiểu ô ; y = 48 ¸ 58 – so với máy phát kiểu treo .

Bảng 1-3.

Trong lượng của rotor cùng với trục thường chiếm 50-55 % trong lượng chung của máy phát. Máy phát lúc bấy giờ có đường kính vỏ ngoài đạt đến 20 m, chiều cao 4-5 m và khối lượng hoàn toàn có thể đạt 2000 tấn .
Momen đà của của rotor máy phát hoàn toàn có thể tính sơ bộ theo 1 số ít công thức kinh nghiệm tay nghề, ví dụ :
GD2 = 2,9 D4l j, T.m 2. ( 1-14 )
trong đó : Di, la – m ; ji – thông số nhờ vào vào số cực máy phát điện : với 2 p <3 2 chọn ji = 0., 75, còn ngược lại xác lập theo công thức kinh nghiệm tay nghề gần đúng :

1.2.2. Các thiết bị cơ khí trong nhà máy thuỷ điện

Thiết bị cơ khí của TTĐ gồm có các loại cửa van và các thiết bị nâng chuyển Giao hàng cho việc đóng mở và lắp ráp thay thế sửa chữa chúng. Các thiết bị này sắp xếp tại cửa lấy nước đã được trình diễn trong chương I phần I của giáo trình này .

1. Cửa van trên đường ống dẫn nước turbin

Trong các loại nhà máy thuỷ điện kiểu sau đập và đường dẫn với đường ống dài, trước buồng xoắn turbin còn hoàn toàn có thể sắp xếp các cửa van trong trường hợp sử dụng đường ống rẽ nhánh hoặc TTĐ cột nước cao H > 200 – 300 m .
Ở TTĐ cột nước cao, cửa van trước buồng xoắn có hiệu quả tránh cho cánh hướng nước phải chịu áp lực đè nén lớn khi ngừng thao tác, giảm tổn thất nước rò rỉnhqua cá hướng nước và cơ bản bảo vệ cánh hướng nước khỏi bị phá huỷ do khí thực khi nước rò rỉ qua chúng với lưu tốc lớn. Khi sắp xếp cửa van trước buồng xoắn thì các cửa van này còn tích hợp làm trách nhiệm bảo vệ tổ máy khỏi chính sách quay lồng khi mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển chúng không thao tác. Đối với TTĐ có phương pháp cấp nước độc lập, cửa van trước buồng xoắn được sắp xếp ở toàn bộ các trường hợp cột nước lớn hơn 300 m, hoặc đường ống dài trên 300 – 400 m. Trong trường hợp cột nước nhỏ hơn 200 m chỉ sắp xếp khi thời hạn thao tác của turbin dưới 3000 giờ / năm. Còn so với TTĐ cấp nước theo nhóm với ống dẫn nước chung cho một số ít tổ máy thì cửa van được sắp xếp trên toàn bộ các ống rẽ nhánh. Trên hình 1-6 là sơ đồ sắp xếp các cửa van trên tuyến đường ống áp lực đè nén .
Van đĩa vận dụng với các đường ống có đường kính từ 0,5 ¸ 8,5 m, với đường kính nhỏ sử dụng cho các cột nước dến 600 m, đường kính lớn hơn 4,0 m vận dụng cho cột nước dưới 170 – 230 m. Trên hình 1-7 là sơ đồ cấu trúc của các loại cửa van đĩa. Điểm đặc trưng của cấu trúc van đĩa là phần hộp van của nó giống như một đoạn ống hai đầu có bích để tiếp nối đuôi nhau với đường ống bằng bu lông, trong hộp van là đĩa thép có gioăng chèn quay xung quanh trục và được tinh chỉnh và điều khiển bằng thuỷ lực từ bên ngoài. Ở vị trí đóng mặt đĩa vuông góc với dòng chảy, trục quay của đĩa về nguyên tắc luôn nằm ngang. Trước và sau cửa van người ta sắp xếp ống cân đối áp lực đè nén để giảm lực mở cửa van. Các loại van đĩa khác nhau cơ bản là hình dạng của đĩa van như biểu lộ trên hình 1-7. Van đĩa đường kính không lớn lắm hoàn toàn có thể làm bằng thép đúc kết hợp hàn, hộp van thường làm thành hai phần và hàn ghép lại với nhau. Ổ trục thượng dưới dạng bạc đồng bôi trơn bằng mỡ. Van cầu thường sử dụng ở các TTĐ cột nước cao ( H = 120 ¸ 1800 m )., khi cột nước cao hơn 600 m chỉ sử dụng loại van này. Trên hình 1-8 là nguyên tắc cấu trúc của các loại van cầu .
Đặc điểm cấu trúc cơ bản của van cầu là phần quay của nó có dạng như một đoạn ống. Khi mở phần này tạo với ống thành đoạn liên tục có đường kính cùng với đường kính ống nên không làm biến hóa hướng và độ lớn tốc độ khi qua nó, có nghĩa là tổn thất thuỷ lực sẽ không đáng kể. Các loại van cầu khác nhau ở cấu trúc hộp van, phần quay và hình thức chèn. Có ba loại cơ bản là : a – mặt van kiểu đĩa ; b – mặt van hình cung ; c – mặt van dạng hai đầu nằm trong hộp van. Loại mặt van hình đĩa có đường kính 0,8 ¸ 4,2 m sử dụng ở cột nước H = 170 ¸ 800 m hoặc hơn, van hai mặt có

Hình 1-6. Vị trí các cửa van trên ống dẫn nước turbin.

I – Cột nước H < 200 m ; II - H > 200 ¸ 300 m ; III – H > 150 ¸ 200 m ; IV – H » 200 m, đường ống dẫn nước hở trên mặt đất và dẫn nước turbin bằng đường hầm ; V và VI – H » 400 m và H » 800 m, đường hầm dẫn nước và đường ống dẫn nước turbin để hở trên mặt đất ; 1 – van sửa chữa thay thế kiểu van phẳng ; 2 – van công tác làm việc kiểu van phẳng ; 3 – van sửa chữa thay thế kiểu van phẳng hoặc van đĩa ; 4 – van công tác làm việc kiểu van phẳng hoặc van đĩa ; 5 – van công tác làm việc kiểu van cầu hoặc đĩa ; 6 – van công tác làm việc kiểu van cầu ; 7 – van sửa chữa thay thế kiểu van cầu ; 8 – van thay thế sửa chữa kiểu van
đĩa ; 9 – van công tác làm việc kiểu van đĩa ; 10 – van côn trên ống xả nước ; 11 – ống xả-nước ; 12 đường
hầm dẫn nước áp lực đè nén ; 13 – tháp điều áp ; 14 – ống dẫn nước turbin đặt hở ; 15 – ống dẫn nước
đặt hở ; 16 – đường hầm dẫn nước turbin .

Hình 1-7. Nguyên lý cấu tạo các loại van đĩa.

a – Mặt đĩa lồi ; b – mặt đĩa phẳng ; c – đĩa dạng khung dầm với một mặt chịu áp ; d – đ dạng khung dầm với hai mặt đối xứng. 1 – hộp van ; 2 – đĩa ; 3, 4 – các loại gioăng chèn ; 5, 6 – bộ phận hướng dòng đặt cố định và thắt chặt ; 7 – rãnh thoát nước rò rỉ ; 8 – dầm gân ; 9, 10 – thép mặt ; 11 – gioăng nối ống .

Hình 1-8. Ngyên lý cấu tạo các loại van cầu.

a – mặt van kiểu đĩa ; b – mặt van hình cung ; c – mặt van dạng hai đầu nằm trong hộp van. 1 – phần quay ; 2 – hộp van ; 3 – gioăng chèn ; 4 – gioăng tháo lắp ; 5 – vít điều khiển và tinh chỉnh gioăng tháo lắp ; 6 – ống cố định và thắt chặt ; 7 – mặt van quay .

Hình 1- 9. Đồ thị xác định phạm vi ứng dụng, trọng lượng van đĩa và van cầu

1 – Vùng thao tác van đĩa ; 2 – vùng thao tác van cầu ; 3 – khối lượng van đĩa H = 25 ¸ 120 m ; 4 – khối lượng van cầu H = 280 ¸ 950 m ;
đường kính 0,8 ¸ 3,15 m sử dụng ở cột nước H = 45 ¸ 310 m, van hình cung với đường kính 0,8 ¸ 3,15 m sử dụng ở cột nước H = 115 ¸ 800 m. Kích thước và khối lượng cũng như giá tiền sản xuất van cầu lớn hơn đáng kể so với van đĩa. Trên hình 1 – 9 là các đồ thị xác lập gần đúng khoanh vùng phạm vi sử dụng và khối lượng của các loại van này .

2. Cửa van cửa ra ống hút.

Cửa van tại cửa ra ống hút với mục tiêu thay thế sửa chữa turbin, khi đó cần phải đóng cửa van này để bơm cạn nước trong buồng xoắn và ống hút. Cửa van này thường là van trượt phẳng một tầng hoặc nhiều tầng. Vị trí của nó hoàn toàn có thể ở cửa ra, giữa hoặc đầu đoạn loe của ống hút .
Thông thường người ta sử dụng một hoặc hai bộ cửa van này cho hàng loạt nhà máy tuỳ theo số lượng tổ máy. Việc đóng mở cửa van này hoàn toàn có thể sắp xếp cầu trục ở phía trên ống hút, thường là cầu trục kiểu chân dê hoặc tời di động trên dầm cố định và thắt chặt .

3. Thiết bị nâng chuyển.

Thiết bị nâng chuyển chính trong nhà máy thuỷ điện là cầu trục Giao hàng cho lắp ráp và thay thế sửa chữa tổ máy .
Thông thường cầu trục chính sắp xếp trong gian máy, tầm hoạt động giải trí của nó chung cho hàng loạt gian máy. Trong một số ít trường hợp, Giao hàng cho tháo lắp van trước buồng xoắn người ta sử dụng cầu trục riêng .
Cầu trục chính có tải trọng rất lớn, hoàn toàn có thể đến 1000 tấn, tuy nhiên tuỳ vào khối lượng vật cẩu lớn nhất ( rotor ) và kích cỡ nhà máy mà hoàn toàn có thể sử dụng cầu trục kép ( 2 cái ). Trên hình 1-10 là ví dụ về hình hạng và kích cỡ của cầu trục 250 / 30 T, móc chính có sức nâng 250 T, móc phụ – 30 T .

1.2.3. Thiết bị điện

Thiết bị điện của trạm thuỷ điện gồm có : dây dẫn điện từ máy phát, máy biến áp chính trạm phân phối điện, mạng lưới hệ thống điện tự dùng, mạng lưới hệ thống đo lường và thống kê kiểm tra và điều khiển và tinh chỉnh, thiết bị tinh chỉnh và điều khiển TT .
Điện áp đầu ra máy phát tuỳ thuộc vào hiệu suất hoàn toàn có thể từ 3,5 ¸ 24 KV, việc truyền tải từ máy phát điện đến máy biến áp với dòng điện lớn yên cầu dây dẫn tiết diện lớn và tổn thất điện năng cũng lớn, không chỉ có vậy dây dẫn đắt tiền nên yên cầu máy biến áp phải sắp xếp thật gần máy phát điện. Với hiệu suất máy phát dưới 100 MVA đoạn dây dẫn này thường để trần, khi hiệu suất lớn hơn chúng thường là các cáp điện chuyên dùng .
Máy biến áp chính nhằm mục đích nâng cao điện áp để tài điện đi xa. Phụ thuộc vào mạng lưới hệ thống mà TTĐ cung ứng, điện áp cao thế của máy biến áp ( MBA ) hoàn toàn có thể 35, 110, 220, 500 KV hoặc cao hơn. Máy biến áp chính về nguyên tắc được sắp xếp ngoài trời, chúng yên cầu phải làm mát bằng không khí hoặc bằng nước .
Cấu tạo các bộ phận chính của máy biến áp bộc lộ trên hình 1-11, a. Các bộ phận hầu hết gồm vỏ máy chứa dầu cách điện 1 trong đó là các cuộn dây và lõi thép từ ( ruột máy ), các đầu dây dẫn vào và ra với các sứ cách điện cao thế và hạ thế 23, các máy làm mát bằng không khí 4 với các quạt gió tăng cường 6, thùng dầu phụ 5 với ống đo dầu 7 bảo vệ cho dầu trong máy biến áp có áp suất không thay đổi trong quy trình thao tác. Máy biến áp đặt trên mạng lưới hệ thống đường ray chung cho toàn trạm và hoàn toàn có thể luân chuyển vào gian máy để sửa chữa thay thế. Máy biến áp hiệu suất nhỏ hơn 50 MVA thường đặt trên bốn bánh xe, với MBA hiệu suất trung bình và lớn đặt đặt trên nhiều xe lăn, mỗi xe có bốn bánh. Để luân chuyển MBA vào gian lắp ráp người ta vận động và di chuyển đến chỗ chuyển hướng của đường ray, dùng kích thuỷ lực nâng MBA lên và quay chiều các xe lăn theo hướng ray cần chuyển dời. Chiều rộng đường ray thường lấy bằng chiều rộng đường ray thông dụng của giao thông vận tải còn chiều khoảng cách giữa các bánh xe hoạc các xe lăn phụ thuộc vào vào kích cỡ cầu trục hoàn toàn có thể là 2000, 2500, 3000 mm .
Máy biến áp được phân thành hai loại theo số cuộn dây : hai cuộn dây và ba cuộn dây. Loại hai cuộn dây dùng để tăng điện áp máy phát lên một cấp điện áp, còn MBA ba cuộn dây tăng điện áp lên hai cấp khác nhau cung ứng cho hai mạng lưới hệ thống khác nhau. Theo số pha người ta sản xuất máy biến áp ba pha và máy biến áp một pha .
Nhãn hiệu của máy biến áp phải biểu lộ hiệu suất, điện áp, giải pháp làm mát, số pha và năng lực lắp ráp ngoài trời .
Khả năng vượt tải trong thời điểm tạm thời của MBA trong 1 số ít ít giờ hoàn toàn có thể đạt 30 ¸ 40 %, còn năng lực vượt tải lâu bền hơn hoàn toàn có thể từ 5 ¸ 10 % .
Kích thước sơ bộ của MBA hoàn toàn có thể xác lập theo các đồ thị hình 1-11, b : đường liền nét trong biểu đồ xác lập khối lượng là khối lượng hàng loạt MBA, còn đường không liền nét là khối lượng phần ruột. Lượng dầu sơ bộ tính ở mức 1 kg cho 1 KVA hiệu suất .

Hình 1-10. Cầu trục điện sức nâng 250/30 T và đồ thị xác định trọng lượng cầu trục

1 – cầu trục ; 2 – xe nâng móc chính và móc phụ ; 3 – bánh xe cầu trục ; 4 – móc chính ; 5 – móc phụ ; 6 – buồng điều khiển và tinh chỉnh ; 7 – động vận động và di chuyển cầu trục .

Hình 1-11. Các bộ phận và kích thước chủ yếu máy biến áp ba pha.

a – Máy biến áp ; b – đồ thị xác lập sơ bộ các size và khối lượng máy BA. 1 – vỏ ; 2 – bánh xe ; 3 – sứ cách điện ; 4 – máy làm mát ; 5 – thùng dầu phụ ; 6 – quạt gió ; 7 – ống đo dầu
Hệ thống điện tự dùng Giao hàng cho sản xuất của bản thân TTĐ chiếm khoảng chừng 0,2 ¸ 1,0 % điện năng sản xuất. Các hộ tự dùng được chia làm ba loại : Loại không được cho phép mất điện khi thao tác ( các mạng lưới hệ thống dầu, cấp nước kỹ thuật, khí nén, kích từ, phòng hoả, điều khiển và tinh chỉnh máy cắt và cầu dao, tinh chỉnh và điều khiển các cửa van công tác làm việc, chiếu sáng trong nhà ) ; loại được cho phép mất điện trong thời điểm tạm thời trong thời hạn ngắn ( mạng lưới hệ thống tháo nước tổ máy, thoát nước rò rỉ, chiếu sáng ngoài trời … ), loại được cho phép mất điện dài trong một thời hạn nhất định ( mạng lưới hệ thống lọc và giải quyết và xử lý dầu, các xưởng thay thế sửa chữa, các kho chứa … ) .
Hệ thống điện tự dùng tuỳ theo từng loại thiết bị sử dụng điện áp từ 220 V đến 10 KV. Vì vậy cần có máy biến áp hạ thế nối trực tiếp máy phát hoặc từ mạng lưới hệ thống thanh góp điện áp máy phát .
Trong nhà máy điện sắp xếp các thiết bị phân phối điện áp máy phát. Tất cả các thiết bị này về nguyên tắc được lắp ráp theo bộ ( cụm ) để khi sửa chữa thay thế hoàn toàn có thể sửa chữa thay thế thuận tiện. Chúng được lắp ráp dọc theo hàng loạt chiều dài nhà máy, trong các gian có chiều cao 4-5 m, chiều rộng 6-8 m .
Trạm phân phối điện áp cao được sắp xếp ngoài trời, sơ đồ đầu dây và vị trí và thiết bị của nó sẽ được trình diễn trong mục 1-7 .

1.2.4. Các hệ thống thiết bị phụ

Các hệ thống thiết bị phụ gồm có : Hệ thống dầu, cấp nước kỹ thuật, khí nén, phòng hoả, tháo nước thay thế sửa chữa và rò rỉ sẽ được trình diễn trong 1-6 dưới đây .

1.3 KẾT CẤU VÀ KÍCH THƯỚC PHẦN DƯỚI NƯỚC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

1.3.1. Các cấu trúc phần dưới nước của nhà máy

1. Thiết bị bố trí phần dưới nước nhà máy

Dọc theo chiều dài nhà máy ( vuông góc với chiều dòng chảy ), phần dưới nước gồm nhiều khối turbin giống nhau và ngoài cùng là sàn lắp ráp. Tuỳ điều kiện kèm theo địa chất nền và chiều dài, hàng loạt nhà máy hoàn toàn có thể là một khối liền hoặc cách nhau bằng những khe lún ngang cắt nhà máy thành từng đoạn. Trong mỗi đoạn gồm từ một hoặc một số ít tổ máy, riêng phần sàn lắp ráp do chịu tải trọng khác nên thợ thường tách riêng khỏi các khối turbin. Phần dưới nước tính từ dưới lên có tầng ống hút, tầng turbin. Về phía thượng lưu trước ống hút thường sắp xếp một số ít hiên chạy như hiên chạy tháo cạn nước buồng xoắn và ống hút, hiên chạy tập trung chuyên sâu nước thấm, hiên chạy phụt vữa xi-măng và kiểm tra .
Ở tầng turbin, ngoài turbin còn đặt các thiết bị phụ của trạm thuỷ điện, các mạng lưới hệ thống này nhằm mục đích bảo vệ sự thao tác thông thường của các thiết bị chính : hệ thống thiết bị phân phối dầu mỡ, hệ thống thiết bị cung ứng nước kĩ thuật, hệ thống thiết bị tháo nước thay thế sửa chữa tổ máy, mạng lưới hệ thống tiêu nước nhà máy, các mạng lưới hệ thống cáp điện. Ngoài ra còn sắp xếp các kho chứa và 1 số ít phòng phụ, máy tiếp lực và cơ cấu tổ chức kiểm soát và điều chỉnh .
Dưới sàn lắp ráp thường sắp xếp các xưởng, kho, các phòng a xit, ác quy, máy bơm, giếng tập trung chuyên sâu nước .

2. Các kết cấu chủ yếu phần dưới nước

Phần dưới nước gồm các bộ phận dẫn nước buồng xoắn, ống hút, đường ống turbin ) hoặc kênh xả so với tua bin xung kích. Tuỳ thuộc vào loại nhà máy và loại tua bin phần dưới nước có khác nhau. Đối với trạm thuỷ điện ngang đập phần dưới nước của nhà máy ngoài buồng xoắn, ống hút còn có cửa lấy nước link với nhà máy, dẫn

Hình 1-12. Mặt cắt ngang nhà máy thuỷ điện ngang đập

nước trực tiếp vào buồng xoắn. Trạm thuỷ điện sau đập và đường dẫn phần dưới nước đa phần là buồng xoắn và ống hút, nước vào buồng xoắn qua đường ống áp lực đè nén đặt trong thân đập hoặc đường ống áp lực đè nén đặt lộ thiên ( nhà máy thủy điện đường dẫn ). Khi nhà máy thủy điện lắp tua bin xung kích gáo thì phần dưới nước của nhà máy đơn thuần vì không có buồng xoắn turin và hình dạng phức tạp của ống hút, nó chỉ là kênh xả dẫn nước ra hạ lưu .
Điều kiện địa chất nền có tác động ảnh hưởng rất lớn đến kích cỡ và hình dạng phần dưới nước của nhà máy nhất là bản đáy của tổ máy. Khi nhà máy xây trên nền đá có cường độ chịu lực cao thì giảm được chiều dày bản đáy, giảm được thép gia cố nền, ngược lại xây trên nền đất yếu thì độ dày bản đáy của nhà máy rất lớn cần gia cố cốt thép nhiều. Trong trong thực tiễn kiến thiết xây dựng do điều kiện kèm theo địa chất, nhà máy cần đặt sâu xuống tầng đá gốc thì phải dùng ống hút cong có độ to lớn mới đạt được các tham số điện năng của tổ máy, cũng hoàn toàn có thể dùng ống hút cong có độ cao thấp nhưng phải hạ cao trình đặt máy xuống hoặc sử dụng turin loại có tỷ tốc cao tương thích với cột nước trong trường hợp đó. Hình 1-12. bộc lộ mặt cắt ngang nhà máy thuỷ điện ngang đập xây trên nền đất qua đó ta hoàn toàn có thể thấy được cấu trúc cơ bản phần dưới nước của nhà máy

1.3.2. Nguyên tắc xác lập kích cỡ và các cao trình hầu hết

1. Kích thước chiều dài đoạn tổ máy (vuông góc với dòng chảy)

Kích thước phần dưới nước của nhà máy thuỷ điện có quan hệ đến đường kính turbin D1, chiều cao hút Hs, hình dạng và kích cỡ ngoài buồng xoắn, ống hút ( hoặc là máng xả nước khi dùng turbin xung kích ) .

Với nhà máy thuỷ điện ngang đập buồng xoắn turbin, ống hút, cửa lấy nước có ảnh hưởng rất lớn đến kích thước phần dưới nước. Cửa lấy nước nhà máy thuỷ điện ngang đập nối trực tiếp với buồng xoắn. Ngoài ra điều kiện địa chất nền cũng ảnh hưởng đến hình dạng và kết cấu phần dưới nước của nhà máy.

Trong các bộ phận dưới nước của nhà máy thuỷ điện thì size ngoài của buồng xoắn thường là lớn nhất. Do đó, chiều dài đoạn tổ máy được xác lập trên cơ sở kích cỡ ngoài của buồng xoắn turbin và các mố trụ sắp xếp giữa các tổ máy .
a, Xác định sơ bộ chiều dài đoạn tổ máy ( l )
Chiều dài đoạn tổ máy l có quan hệ đến loại turbin, đường kính bánh xe công tác làm việc D1 và cột nước của trạm thuỷ điện .
Đối với nhà máy thuỷ điện ngang đập không tích hợp xả lũ trong đoạn tổ máy với turbin hướng trục, thì chiều dài đoạn tổ máy thường từ ( 2,9 ¸ 3,2 ) D1, khi đường kính nhỏ thì lấy giá trị lớn và ngược lại. Đối với turbin tâm trục chiều dài đoạn tổ máy phụ thuộc vào vào tỷ tốc ns và nằm trong số lượng giới hạn từ ( 2,7 ¸ 4,2 ) D1, khi tỷ tốc ns tăng lấy trị số lớn .

Hình 1-13. Sơ đồ sơ bộ xác định chiều dài đoạn tổ máy (l) của nhà máy thuỷ điện.

a ). nhà máy thuỷ điện ngang đập không phối hợp xả lũ qua tổ máy
b, nhà máy thuỷ điện sau đập và đường dẫn .
Tổ máy thuỷ điện với buồng xoắn turbin bằng bê tông có góc bao b = 180 ¸ 192 0 do đó tổ máy sắp xếp không đối xứng thì nhất thiết phải vận dụng ống hút cong không đối xứng trên mặt phẳng. Trong 1 số ít trường hợp đặc biệt quan trọng, ví dụ dùng buồng turbin hình vuông vắn trạm thuỷ điện cột nước thấp hoặc ống hút kiểu loe thì chiều dài đoạn tổ máy sẽ tăng lên .
Đối với nhà máy thuỷ điện phối hợp xả lũ qua đoạn tổ máy thì chiều dài l của đoạn tổ máy thường tăng lên với mục đờích sắp xếp đư ng tràn xả lũ .
b ) Xác định size chiều dài đoạn tổ máy l dựa vào kích cỡ bao ngoài lớn nhất của buồng xoắn tua bin .
Ở trạm thuỷ điện cột nước thấp, lưu lượng lớn với buồng xoắn bê tông thì kích cỡ chiều dài đoạn tổ máy thường do kích cỡ buồng xoắn quyết định hành động, đây là size bao ngoài lớn nhất bảo vệ cho đoạn tổ máy sắp xếp các thiết bị ( Hình 1-14. I )
Ở trạm thuỷ điện cột nước trung bình, size đoạn tổ máy thường xác lập bởi size mặt phẳng vòng ngoài buồng xoắn, đồng thời xem xét việc sắp xếp một số ít thiết bị phụ ship hàng cho vận quản lý và vận hành tổ máy, các mố trụ sắp xếp giữa các tổ máy ( Hình 1-14. III )
Ở trạm trạm thuỷ điện cột nước cao, do lưu lượng nhỏ, kích cỡ mặt phẳng của đường bao buồng xoắn nhỏ, do đó chiều dài đoạn tổ máy phụ thuộc vào vào size mặt phẳng của máy phát, vị trí sắp xếp các thiết bị ở tầng máy phát và lối đi lại để bảo vệ quản lý và vận hành thông thường .
– Ở những trạm thuỷ điện đường dẫn cột nước cao, dùng ống hút hình loa, buồng xả nước có mặt cắt hình vuông vắn với chính sách thuỷ lực có áp hoặc không có áp thì size chiều dài đoạn tổ máy không được nhỏ hơn 4D1 ( Hình 1-14. IV )
– Trạm thuỷ điện lắp turbin xung kích, khi xác lập kích cỡ phần dưới nước khác hẳn với giải pháp đã trình diễn ở trên. Bởi vì, loại turbin này không có buồng xoắn và ống hút, cuối đường ống áp lực đè nén là vòi phun, nước từ turbin chảy ra dưới dạng tự do. Vì vậy, size đoạn tổ máy của loại turbin này xác lập trên cơ sở sắp xếp các thiết bị phụ và các nhu yếu khác để bảo vệ máy ( Hình 1-14. V )
– Đối với tổ máy turbin cáp xun cấu trúc phần dưới nước của loại này gồm có bản đáy, các trụ đứng. Giữa các trụ đó sắp xếp buồng tổ máy và các phòng đặt tua bin phụ ( Hình 2-3. VI ). Kích thước đoạn tổ máy của loại turbin này được xác lập trên cơ sở chiều rộng buồng dẫn nước trong đó đặt tổ máy .
Qua nghiên cứu và phân tích các trạm đã thiết kế xây dựng và các trạm đang phong cách thiết kế dùng turbin cápxul được cho phép kiến thiết xây dựng các công thức kinh nghiệm tay nghề để xác lập size cơ bản của tổ máy và phần qua nước của nó .
+ ) Khi nối trực tiếp ( nmf = ntb ) đường kính hộp máy phát hoàn toàn có thể nằm trong khoanh vùng phạm vi từ ( 1,14 ¸ 1,16 ) D1 .
+ ) Mặt cắt cửa vào của buồng dẫn nước có dạng hình vuông vắn, diện tích quy hoạnh tiết diện của nó hoàn toàn có thể tính theo công thức ( mét vuông ) :

trong đó : Q-lưu lượng qua tua bin ( m3 / s ) ; H – cột nước của trạm
Chiều dài đoạn tổ máy l = ( 1,15 ¸ 1,3 ) D1
Diện tích tiết diện mặt phẳng cắt cửa ra của tổ máy hoàn toàn có thể tính theo công thức ( mét vuông ) :

Ở tầng ống hút về phía hạ lưu nhà máy thường được sắp xếp các van sửa chữa thay thế để sửa chữa thay thế tổ máy khi thiết yếu. Ở những trạm thuỷ điện tích hợp xả lũ qua tổ máy các van khống chế lưu lượng tràn cũng sắp xếp ở tầng ống hút về phía hạ lưu. Tất cả các loại van đó đều dùng cầu trục riêng, điều khiển và tinh chỉnh bằng động cơ điện hoặc bằng mạng lưới hệ thống thuỷ lực .
Từ hình 1-14. cho thấy hoàn toàn có thể sắp xếp cửa van trong hiên chạy dọc tháo lũ và van thay thế sửa chữa cuối ống hút. Nếu diện tích quy hoạnh tầng ống hút rộng và cao trình mực nước hạ lưu cao nhất được cho phép thì sắp xếp van như hình 1-14. VIII
Khi đoạn loe của ống hút tương đối dài với mục tiêu giảm chiều dài trụ pin, người ta hoàn toàn có thể sắp xếp rãnh van thay thế sửa chữa ở đoạn loe và dùng một dầm đậy lại. Khi muốn thả van sửa chữa thay thế xuống thì thứ nhất phải cẩu dầm đó ra Hình 1-14. II
Số lượng cửa van sửa chữa thay thế tuỳ thuộc vào số tổ máy ở trạm, tuy nhiên thường thì người ta lao lý đóng từ một đến hai tổ máy cùng một lúc. Sự phân loại trụ pin trong ống hút phải có khoảng cách giống nhau để tiện việc sản xuất cửa van. Trong quy trình quản lý và vận hành cửa van thay thế sửa chữa thường để ở một nơi thuận tiện về phía hạ lưu ở tầng ống hút .
2. Khi size chiều ngang đoạn tổ máy ( song song dòng chảy )
Chiều ngang đoạn tổ máy phần dưới nước xác lập hầu hết trên cơ sở size cửa lấy nước, buồng xoắn và chiều dài ống hút. Đối với trạm thuỷ điện ngang đập có hiệu suất lớn, nếu chiều dài đoạn tổ máy lấy theo trị số gần đúng từ ( 2,9 ¸ 3,2 ) D1 thì chiều ngang bản đáy hoàn toàn có thể lấy từ ( 6 ¸ 8 ) D1 .

Ở trạm thuỷ điện sau đập và đường dẫn cột nước trung bình dùng turbin tâm trục trục đứng, khi chiều dài đoạn tổ máy lấy theo trị số gần đúng từ (2,7¸4,2)D1 thì chiều ngang bản đáy có thể lấy từ (6¸7)D1. Các trị số trên chỉ gần đúng để xác định sơ bộ kích thước ban đầu.
 

Hình 1-14. Kết cấu phần dưới nước của nhà máy thuỷ điện với các loại tua bin khác nhau

3. Các cao trình phần dưới nước nhà máy

Chiều cao phần dưới nước nhà máy được tính từ cao trình tấm đáy ống hút đến vòng tựa stato máy phát gồm có : chiều dày bản đáy nhà máy, chiều cao loại ống hút đã chọn, chiều dày lớp bê tông của buồng xoắn, chiều cao từ cao trình sàn turbin đến cao trình đáy stato máy phát. Hình 1-15. biểu lộ các cao trình đa phần phần dưới nước của nhà máy thuỷ điện
– Cao trình lắp turbin Ñ1 ( cao trình lắp máy ) là một trong những cao trình chính để làm cơ sở xác lập các cao trình khác của phần dưới nước nhà máy thuỷ điện. Cao trình này hầu hết được quyết định hành động bởi mực nước giám sát hạ lưu nhỏ nhất và độ cao hút Hs. Các thông số kỹ thuật này đã nêu ở phần thiết bị, tuy nhiên khi xác lập cao trình này cần phải xem lòng dẫn hạ lưu có bị xói sâu trong quy trình quản lý và vận hành làm cho mực nước hạ lưu giảm xuống không bảo vệ điều kiện kèm theo đo lường và thống kê bắt đầu .

Hình 1-15. Mặt cắt ngang của nhà máy thuỷ điện thể hiện các cao trình chủ yếu phần dưới nước .

– Cao trình đáy ống hút Ñ0 : khi đã xác lập được cao trình lắp turbin Ñ1 lấy cao trình này làm chuẩn, địa thế căn cứ size ống hút đã chọn ta tính được cao trình đáy ống hút. Cao trình này phải bảo vệ miệng ống hút ngập dưới mực nước hạ lưu một đoạn 0,5 m. Chiều dày bản đáy phần dưới nước nhà máy tuỳ thuộc vào điều kiện kèm theo địa chất nền trải qua đo lường và thống kê để xác lập .
– Cao trình sàn turbin Ñ2 : cao trình này có tương quan đến lớp bê tông của buồng xoắn, độ dày của lớp bê tông này trải qua thống kê giám sát cấu trúc mới xác lập được, tuy nhiên trong phong cách thiết kế sơ bộ hoàn toàn có thể lấy như sau : so với buồng xoắn sắt kẽm kim loại độ dày thường 0,8 ¸ 1,0 m ; so với buồng xoắn bê tông cốt thép độ dày thường 1,2 ¸ 1,5 m .
– Cao trình đáy stato máy phát Ñ3 : đây là khoảng chừng khoảng trống của tầng turbin có chiều cao từ cao trình sàn turbin đến cao trình đáy stato. Ở đây, ngoài giếng turbin còn sắp xếp các cơ cấu tổ chức kiểm soát và điều chỉnh turbin, các mạng lưới hệ thống đường ống của thiết bị phụ, cáp điện .. vv .. Vì vậy, khoảng cách này phải bảo vệ chiều cao nhất định để sắp xếp thiết bị, đồng thời để nhân viên cấp dưới quản lý và vận hành thao tác thuận tiện thường từ 2,7 ¸ 3,0 m. Khi xác lập cao trình đáy stator ( cao trình máy phát ), cao trình này phải bảo vệ cao hơn mực nước hạ lưu lớn nhất để máy phát không bị ngập. Song điều kiện kèm theo này không phải trong bất kể trường hợp nào cũng thảo mãn, nhất là khi mực nước hạ lưu sông biến hóa lớn giữa mùa lũ và mùa kiệt. Trong trường hợp này, nếu đặt máy phát trên mực nước cao nhất hạ lưu thì trục tổ máy dài không lợi cho tính không thay đổi khi quản lý và vận hành, chiều cao phần dưới nước tăng lên, khối lượng bê tông sẽ tăng nhiều. Khi gặp trường hợp này thường được trải qua giải pháp khu công trình là xây tường ngăn chống thấm phía hạ lưu và chỉ trên cơ sở đó mới hạ được cao trình đặt máy xuống khi đủ để sắp xếp các thiết bị trong nhà máy .

1.4 KẾT CẤU VÀ KÍCH THƯỚC PHẦN TRÊN NƯỚC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

1.4.1. Các dạng cấu trúc phần trên nước của nhà máy thuỷ điện

Kết cấu và size phần trên nước nhà máy thuỷ điện có tương quan ngặt nghèo đến việc sắp xếp các thiết bị trong gian máy. Phần xây lắp bên trên của nhà máy thuỷ điện hoàn toàn có thể dùng một trong những hình thức sau : nhà máy kín, nhà máy hở, nhà máy nửa hở .

1. Kết cấu nhà máy thuỷ điện kiểu kín (Hình 1-16.I,II)

Kết cấu phần trên nước của nhà máy thuỷ điện kiểu kín khi nào cũng phức tạp và giá tiền đắt hơn so với các loại nhà máy kiểu hở và nửa hở. Phần này có cấu trúc tựa như như một nhà máy công nghiệp, bên trong có cần trục chạy dọc suốt nhà máy Giao hàng việc làm lắp ráp và sửa chữa thay thế tổ máy. Các thiết bị được bảo vệ che chở khỏi bị ảnh hưởng tác động xấu của thời tiết khí hậu, bảo vệ hoàn toàn có thể lắp ráp, sửa chữa thay thế thiết bị trong bất kỳ điều kiện kèm theo nào .
Ở những nhà máy thuỷ điện lớn các trụ đỡ chịu một tải trọng rất lớn của cần trục và các tải trọng của mái che truyền xuống, chiều rộng gian máy hoàn toàn có thể từ 22 ¸ 25 m và chiều cao thường trên 30 m. Với cấu trúc như vậy tương đối phức tạp, thời hạn kiến thiết dài hơn và giá tiền đắt hơn các nhà máy kiểu hở, nửa hở tuy nhiên nó có ưu điểm là điều kiện kèm theo quản lý và vận hành thuận tiện. Những trạm thuỷ điện đã thiết kế xây dựng ở nước ta lúc bấy giờ đều vận dụng nhà máy thuỷ điện kiểu kín .

2. Kết cấu nhà máy thuỷ điện kiểu nửa hở (Hình 1-16.III)

Nhà máy thuỷ điện kiểu nửa hở được cho phép giảm được kích cỡ phần xây lắp bên trên nhưng phải bảo vệ điều kiện kèm theo quản lý và vận hành của các thiết bị. Phần trên rất thấp nhằm mục đích để tăng vận tốc thiết kế nhà máy. Loại nhà máy này cầu trục chính đặt ngoài, toàn bộ các thiết bị đều sắp xếp bên trong gian máy. Trên mỗi tổ máy có nắp đậy, hoàn toàn có thể tháo lắp được, khi sửa chữa thay thế hoặc lắp ráp cầu trục sẽ vận động và di chuyển đến vị trí nhất định để thao tác hoặc hoàn toàn có thể dùng con lăn đẩy sang một bên. Ở những trạm thuỷ điện lớn bên trong gian máy thường lắp cầu trục phụ để cẩu những cấu kiện nhỏ mà cầu trục lớn không thao tác được. Nếu nắp đậy tổ máy dùng con lăn kéo bằng tời giảm được thời hạn mở gian máy lúc này cẩu trục đưa thiết bị đến và đã ở vị trí của nắp .
Chiều cao gian máy của loại nhà máy kiểu nửa hở tuỳ thuộc vào điều kiện kèm theo lắp ráp quản lý và vận hành của tổ máy, công tác làm việc sửa chữa thay thế liên tục không cần đến cẩu trục chính .
Ưu điểm của nhà máy thuỷ điện kiểu nửa hở là giảm được giá tiền xây lắp bên trên, công tác làm việc lắp ráp nhanh hơn, tổ máy thứ nhất hoàn toàn có thể đưa vào quản lý và vận hành sớm. Loại nhà máy này hoàn toàn có thể vận dụng trong các điều kiện kèm theo khí hậu khác nhau .

3. Kết cấu nhà máy thuỷ điện kiểu hở

Loại nhà máy này không có gian máy, chỉ có một hệ cột đỡ dầm cẩu trục mọi thao tác đều ở ngoài trời. Các máy phát có nắp che để bảo vệ, các thiết bị phụ sắp xếp ở các tầng khác của nhà máy và dưới gian lắp ráp. Kiểu nhà máy này khi thay thế sửa chữa, lắp ráp thiết bị đều thao tác ngoài trời. Đây là điều kiện kèm theo không lợi so với những vùng nóng .

Hình 1-16. Các kiểu kết cấu bên trên của nhà máy thuỷ điện

1.4.2. Nguyên tắc xác lập kích cỡ hầu hết của nhà máy kiểu kín

1. Kích thước mặt bằng của nhà máy

a, Chiều dài L của nhà máy
Chiều dài nhà máy là tổng chiều dài của các khối máy, chiều dài của sàn lắp ráp, đoạn tăng thêm ở tổ máy sau cuối. Toàn bộ chiều dài hoàn toàn có thể bộc lộ bằng công thức sau :
L = n. lđ + lsc + Äl
Trong đó : n – số tổ máy ; lđ – chiều dài đoạn tổ máy ; lsc – chiều dài gian lắp ráp sửa chữa thay thế, Äl – đoạn size tăng thêm ở tổ máy ở đầu cuối đủ để cầu trục hoạt động giải trí cẩu tổ máy ở đầu cuối, size này nhờ vào vào kích cỡ bề ngang của cầu trục, hình thức cẩu ( cẩu đơn hoặc cẩu kép ), vị trí gian lắp máy ở hồi trái hay hồi phải. Khi xác lập kích cỡ này lấy tâm của móc cẩu trùng với tâm tổ máy. Trong thực tiễn người ta thường lấy Äl = 2 ¸ 5 m .
b, Chiều ngang B nhà máy
Khi xác lập chiều ngang nhà máy cần phải địa thế căn cứ vào size và phương pháp sắp xếp máy phát, các thiết bị kiểm soát và điều chỉnh, bảng điện bên máy và các thiết bị khác được sắp xếp trong gian máy. Các thiết bị này phải nằm trong phạm vi thao tác của cẩu trục .
Hình 1-17. bộc lộ size mặt phẳng gian máy phát trong đó sắp xếp máy phát điện, thùng dầu áp lực đè nén, tủ điều tốc, khoảng chừng lưu không để nhân viên cấp dưới quản lý và vận hành đi lại. Qua đó ta thấy vị trí tương tác giữa các thiết bị sắp xếp ở tầng turbin và tầng máy phát .
Ngoài các yếu tố trên chiêu thức cẩu vật của cầu trục vận động và di chuyển bên cạnh hoặc trên đỉnh máy phát cũng tương quan đến chiều ngang của nhà máy ( như hình 1-16. I, II )

Hình 1-17. Kích thước mặt bằng gian máy

2. Các cao trình chủ yếu phần trên nước của nhà máy

Cao trình phần trên nước của nhà máy gồm các cao trình sau : cao trình đáy stato, cao trình sàn máy phát, cao trình ray cẩu trục, cao trình trần nhà máy .
a, Cao trình sàn gian máy phát .
Cao trình sàn gian máy phát nhờ vào vào hình thức sắp xếp máy phát cũng như độ cao của stato máy phát. Từ cao trình đáy stato đến cao trình sàn gian máy phát là phần máy phát sắp xếp chìm dưới mặt sàn, thường thì phần stato máy phát được sắp xếp chìm dưới mặt sàn ( máy phát đặt kín ), giá chữ thập trên và chóp máy phát sắp xếp nổi trong gian máy. Trong 1 số ít trường hợp, máy phát sắp xếp trọn vẹn hở trên mặt sàn gian máy ( máy phát đặt hở ) thì cao trình lắp máy phát trùng với cao trình sàn gian máy. Chiều cao H của nhà máy được tính từ cao trình sàn gian máy phát đến trần nhà máy .
b, Cao trình ray cầu trục
Khoảng cách chiều cao từ sàn máy phát đến ray cầu trục nhờ vào vào kích cỡ vật cẩu, phương pháp cẩu ( cẩu chuyển dời bên hoặc vận động và di chuyển trên đỉnh máy phát ), vị trí móc chính khi chưa thao tác ( Hình 1-16. I, II )
– Nếu cẩu rô to máy phát hoặc bánh xe công tác làm việc chuyển dời trên đỉnh các tổ máy ( khoảng cách giữa vật chuyển dời và vật cố định và thắt chặt thường 0,25 ¸ 0,5 m ) thì giảm được chiều ngang gian máy, tuy nhiên tăng chiều cao. Phương thức này chỉ dùng khi tổ máy có hiệu suất lớn, trạm thuỷ điện cột nước thấp .
– Rô to máy phát cùng sửa chữa thay thế với trục tổ máy, để giảm độ cao nhà máy thì phải nghiên cứu và điều tra sự chuyển dời của xe cẩu dọc theo nhà máy về phía thượng lưu hoặc hạ lưu ( Hình 1-5. II ). Với phương pháp này chiều rộng nhà máy sẽ tăng lên, tuy nhiên giảm được chiều cao. Nếu tính từ tâm tổ máy thì phía thượng lưu rộng hơn phía hạ lưu. Thường ở nhà máy thuỷ điện sau đập và đường dẫn do đặt van sự cố ở cuối đường ống áp lực đè nén, trong quy trình lắp ráp và sửa chữa thay thế dùng cẩu trục chính trong gian máy thao tác thì hoàn toàn có thể xê dịch phần trên nhà máy về phía thượng lưu, như vậy được cho phép giảm được chiều ngang nhà máy .
c, Cao trình trần nhà máy
Khoảng cách chiều cao từ ray cầu trục đến trần nhà máy nhờ vào vào size cẩu trục và xe cẩu, các thông số kỹ thuật này khi chọn cẩu trục hoàn toàn có thể biết được. Độ bảo đảm an toàn tính từ đỉnh xe đến trần nhà máy thường 0,5 m .
Tóm lại khi xác lập chiều cao H và chiều ngang B phần trên nước của nhà máy cần phải điều tra và nghiên cứu một cách tổng lực không những về mặt sắp xếp thiết bị, phương pháp cẩu mà còn cả về mặt cấu trúc, giải pháp thiết kế … vv ..
Kết cấu chịu lực phần trên nước của nhà máy kiểu kín gồm có các mạng lưới hệ thống cột và dầm. Ở những vị trí đặt khớp lún thì phần trên của nhà máy cũng phải tách ra. Các dầm và cột hoàn toàn có thể bằng thép hoặc bê tông cốt thép, khoảng cách giữa các mạng lưới hệ thống cột phụ thuộc vào vào size nhà máy và sức nâng của cầu trục. Có thể có các giải pháp khác nhau để sắp xếp mạng lưới hệ thống cột nhà máy ( Hình 1-18. a )
Khoảng cách giữa các cột dọc theo chiều dài nhà máy bằng nhau, có các cột góc và cột đôi chỗ đặt khớp lún. Trong từng đoạn tổ máy dọc theo chiều dài cách sắp xếp số cột cũng hoàn toàn có thể khác nhau ( Hình 1-18. I, II, III )
Trong đó sơ đồ III tăng thêm một cột ngang tâm tổ máy, hầu hết do hiệu suất tổ máy lớn cấu kiện nâng có khối lượng lớn .
Tường nhà máy giữa các trụ đỡ tông. c xây bằng vật tư như gạch, đá hoặc đổ bê

Vì lí do an toàn không được trổ cửa sổ chỗ vị trí đặt máy biến thế, cũng như ở phía đường ống áp lực dẫn vào tua bin đặt lộ thiên của trạm thuỷ điện đường dẫn.
 

Hình 1-18. Bố trí hệ thống cột đỡ dầm cẩu trục và mặt bằng gian máy sàn máy phát

a, Cách sắp xếp các cột đỡ dầm cẩu trục, b ) trụ cột bằng thép Ñ – cao trình sàn máy phát ; 1 – thiết bị dầu áp lực đè nén ; 2 – Tủ tinh chỉnh và điều khiển ; 3 – Khớp lún

Lực hãm máy truyền từ cầu trục đến kết cấu đỡ có thể xác định bởi sức nâng, tốc độ di chuyển, thời gian hãm máy theo công thức sau:

Trong đó :
G – khối lượng hàng loạt cầu trục và khối lượng vật nâng nặng nhất G = Gcầu trục + Gnâng
v – tốc độ vận động và di chuyển ngang của cẩu trục
t – thời hạn hãm máy
Đối với loại cầu trục lớn lực P = ( 2 ¸ 10 % ) Gnâng ; với loại cầu trục sức nâng càng nhỏ lực hãm lớn vì vận tốc chuyển dời ngang lớn .
Tuỳ thuộc vào hiệu suất tổ máy và cao trình đường luân chuyển vào gian lắp ráp thường vận dụng một trong những giải pháp sắp xếp máy phát trong gian máy như Hình 1-7 a .
Sơ đồ I và II thường được vận dụng với tổ máy có hiệu suất không lớn, máy phát sắp xếp như sơ đồ I gọi là máy phát đặt nổi ; sơ đồ II gọi là máy phát đặt kiểu hỗn hợp. Ở cao trình sàn máy phát đặt thùng dầu áp lực đè nén, tủ điều tốc và các thiết bị phụ khác .
Khi tổ máy có hiệu suất lớn người ta vận dụng phương pháp sắp xếp máy phát kiểu chìm ( Hình 1-18. III ). Cách sắp xếp này cao trình sàn máy phát ở giá chữ thập trên. Ở trên sàn máy phát ngoài máy kích từ còn đặt thùng dầu áp lực đè nén, tủ điều tốc, thiết bị phân phối điện. Còn các thiết bị phụ khác sắp xếp tầng dưới. Lối vào giếng turbin cùng cao trình sàn turbin. Phương án sắp xếp như vậy gian máy rất rộng hoàn toàn có thể dùng để sửa chữa thay thế các thiết bị nhỏ, điều kiện kèm theo quản lý và vận hành rất tốt .

1.5 GIAN LẮP RÁP SỬA CHỮA

1.5.1. Mục đích nhu yếu

Diện tích gian lắp ráp là để lắp ráp các thiết bị trong thời kì thiết kế xây dựng trạm thuỷ điện và thực thi thay thế sửa chữa tổ máy trong quy trình quản lý và vận hành .
Khi triển khai lắp ráp các thiết bị đa phần trong nhà máy thì những bộ phận thiết bị đó được chở dần từ nơi sản xuất đến. Căn cứ kích cỡ bên ngoài và khối lượng của nó được cho phép chuyên chở bằng đường xe hơi, đường thuỷ hoặc đường xe lửa đến gian lắp ráp. Vì vậy, khi phong cách thiết kế nhà máy thường cao trình sàn lắp ráp cùng với cao trình sàn máy phát đồng thời cùng với cao trình đường giao thông vận tải từ ngoài vào nhà máy. Bố trí như vậy không những thuận tiện cho việc chuyên chở thiết bị vào nhà máy mà còn tận dụng diện tích quy hoạnh tổ máy gần gian lắp ráp để tháo lắp các thiết bị .
Diện tích gian lắp ráp trong thời kì thiết kế xây dựng ở những trạm thuỷ điện lớn, nhiều tổ máy thường lớn hơn nhiều diện tích quy hoạnh gian lắp ráp trong thời kì quản lý và vận hành. Vì vậy, trong thời kì thiết kế xây dựng thường sắp xếp một diện tích quy hoạnh trong thời điểm tạm thời để lắp ráp thông suốt với diện tích quy hoạnh thay thế sửa chữa cố định và thắt chặt. Trong thực tiễn hoàn toàn có thể dùng diện tích quy hoạnh đoạn tổ máy thứ nhất gần gian lắp ráp để triển khai lắp ráp trong thời kì thiết kế xây dựng, chỉ cần dùng các tấm bê tông đậy hố máy lại .

1.5.2. Nguyên tắc xác lập size của gian lắp ráp

Kích thước gian lắp ráp cố định và thắt chặt là dựa vào nhu yếu cùng một thời hạn sửa chữa thay thế hoặc lắp ráp một tổ máy ( khi tổ máy trạm thuỷ điện ít hơn 8 ¸ 10 tổ ) hoặc hai tổ máy ( khi tổ máy trạm thuỷ điện lớn hơn 10 )
Khi lắp ráp tổ máy phải dùng cẩu trục chính trog gian máy để thực thi thao tác, do đó chiều ngang gian lắp ráp bằng chiều ngang gian máy. chiều dài gian lắp ráp lsc xác lập trên cơ sở size của toàn bộ các thiết bị một hoặc hai tổ máy đặt lên nó ( Hình 1-19 )
Khi sửa chữa thay thế tổ máy trong khoanh vùng phạm vi diện tích quy hoạnh gian lắp ráp thường đặt các thiết bị sau : máy kích từ, giá chữ thập trên máy phát, rô to máy phát, ổ trục với gối đỡ, nắp đậy tua bin và vòng kiểm soát và điều chỉnh máy tiếp lực, bánh xe công tác làm việc, diện tích quy hoạnh để sửa chữa thay thế máy biến thế, diện tích quy hoạnh để đi lại .
Hình 1-19 Một trong những sơ đồ sắp xếp các thiết bị để xác lập diện tích quy hoạnh gian lắp ráp ( đa phần xác lập chiều dài lsc )
Ở những trạm thuỷ điện đã thiết kế xây dựng số tổ máy ít thường chiều dài gian lắp ráp không vượt quá ( 1 ¸ 1,2 ) lđ tuy nhiên khi đoạn tổ máy hẹp hoàn toàn có thể đạt tới ( 1,3 ¸ 1,5 ) lđ .
Chiều cao gian lắp ráp cùng với chiều cao gian máy. Nếu gian lắp ráp triển khai thay thế sửa chữa máy biến thế, để không tăng chiều cao nhà máy, thì ở gian lắp ráp phải đặt hố máy biến thế để tháo lắp khi sửa chữa thay thế. Khi xác lập chiều dài gian lắp ráp cần phải đo lường và thống kê khoanh vùng phạm vi hoạt động giải trí của cẩu trục chính và phụ, đồng thời phải xét đến khoanh vùng phạm vi đặt thiết bị mà nó không thao tác được, trên cơ sở đó quyết định hành động chiều dài lsc một cách phải chăng .

Hình 1-19. Sơ đồ sắp xếp các thiết bị tổ máy trong gian lắp ráp

1 – đường ray ; 2 – máy biến thế ; 3 – bánh xe công tác làm việc ; 4 – ổ trục với gối đỡ ; 5 – rô to máy phát ; 6 – giá chữ thập máy phát ; 7 – nắp đậy tua bin ; 8 – tổ máy gần gian lắp ráp ; 9 – máy kích từ, trục tua bin, các thiết bị làm mát máy phát và các thiết bị khác ; 1 ‘ – khớp lún ; 2 ‘ – vùng thao tác cẩu trục chính ; 3 ‘ – vùng thao tác cẩu trục ghép ; b4 – phạm vi thao tác cẩu trục chính

1.6 HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ VÀ NGUYÊN TẮC BỐ TRÍ TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

1.6.1. Mục đích nhu yếu khi sắp xếp thiết bị phụ

Hệ thống thiết bị phụ đa phần để bảo vệ chính sách quản lý và vận hành thông thường của tổ máy hoàn toàn có thể chia làm 2 nhóm :

1. Nhóm thứ nhất gồm:

a ) Hệ thống kiểm soát và điều chỉnh hiệu suất tổ máy gồm có thiết bị dầu áp lực đè nén, tủ tinh chỉnh và điều khiển, động cơ máy tiếp lực, đường ống dẫn dầu áp lực đè nén .
Đối với mạng lưới hệ thống này phải xác lập dung tích dầu và áp suất dầu thường từ 16 ¸ 40 at. Ngoài ra còn dầu làm trơn các ổ chặn chính và ổ chặn xu thế của tổ máy, dầu cách nhiệt làm mát máy biến thế .
b ) Hệ thống cung ứng nước kĩ thuật trong nhà máy đa phần để làm mát máy phát, các ổ chặn tua bin và trong một số ít trường hợp làm mát máy biến thế, ngoài những còn có mạng lưới hệ thống cấp nước cứu hoả .
c ) Hệ thống khí nén để điều khiển và tinh chỉnh tổ máy và hãm máy khi cắt tải, ship hàng cho các thiết bị kiểm tra đo lường và thống kê, dùng khí nén đẩy nước trong ống hút khi tổ máy thao tác ở chính sách bù đồng nhất với độ cao hút âm ( Hs < 0 ) d ) Hệ thống thoát nước và tháo cạn nước khi thay thế sửa chữa hoặc kiểm tra tổ máy cần phải bơm cạn nước trong buồng xoắn và ống hút. Vì vậy trong nhà máy thuỷ điện phải đặt trạm bơm và mạng lưới hệ thống ống dẫn thoát nước. Đối với lượng nước thấm phải sắp xếp hầm tập trung chuyên sâu nước và mạng lưới hệ thống tiêu nước. Tất cả các mạng lưới hệ thống trên và các thiết bị thiết yếu sắp xếp trong các phòng riêng đặt trong nhà máy .

2. Nhóm thứ hai gồm: Các thiết bị điện và đường dây dẫn điện của bộ phận phân phối điện áp thấp, điện tự dùng của bộ phận điều khiển.

1.6.2. Các hệ thống thiết bị phụ

1. Hệ thống dầu

Ở các trạm thuỷ điện phong cách thiết kế cần phải sơ bộ đo lường và thống kê lượng dầu cần dùng, giải pháp dữ gìn và bảo vệ dầu, sẵn sàng chuẩn bị dầu đưa vào quản lý và vận hành, định kì kiểm tra chất lượng dầu, tái sinh dầu, dữ gìn và bảo vệ dầu .
Cần phải thống kê giám sát sử dụng các loại dầu khác nhau, không được cho phép lẫn lộn đặc tính hoá lí của chúng. Trong khoanh vùng phạm vi nhà máy phải sắp xếp các phòng riêng để chứa từng loại, phải có phòng chứa dầu sạch và dầu bẩn từng loại .
Lượng dầu để quản lý và vận hành một tổ máy hoàn toàn có thể xác lập theo công thức sau :

trong công thức : G – khối lượng dầu ( kg ) ; N – hiệu suất định mức của tua bin ( kW ) ; D1 – đường kính bánh xe công tác làm việc turbin ( m ) ; H – cột nước, bằng hiệu số giữa mực nước dâng thông thường và mực nước hạ lưu ứng với lưu lượng trung bình nhiều năm ( m ) ; k – thông số phụ thuộc vào vào hình dạng turbin : so với turbin cánh quay k = 0,9 ¸ 1,1 ; so với turbin tâm trục k = 0,45 ¸ 0,65 và turbin gáo k = 1,35 ¸ 1,80. Khi hiệu suất tổ máy tăng lên nhu yếu lượng dầu dự trữ sẽ giảm xuống .
Lượng dầu của mạng lưới hệ thống dầu bôi trơn thường chiếm khoảng chừng 35 % lượng dầu để kiểm soát và điều chỉnh turbin. Dung tích dầu cách nhiệt máy biến thế nhờ vào vào hình dạng và hiệu suất của máy, thường cứ 1000 kW cần 0,4 T so với máy biến thế lớn ; 0,6 ¸ 1,3 T so với máy biến thế loại vừa .

Hình 1-20. Sơ đồ cung cấp dầu và hệ thống đường ống dẫn dầu cho một nhà máy thuỷ điện loại lớn.

a, Sơ đồ mạng lưới hệ thống cung ứng dầu ; b ) Sơ đồ mạng lưới hệ thống cung ứng dầu quản lý và vận hành tổ máy và dầu làm trơn các ổ chặn. 1 – đường ống xả ; 2 – đường ống dẫn ; 3 – Thùng chứa dầu ; 4 – ổ chặn chính ; 5 – ổ chặn xu thế ; 6 – Máy tiếp lực ; 7 – MHY ( dầu áp lực đè nén ) ; 8 – Bể dầu quản lý và vận hành ; 9 – Bể dầu sạch ; 10 – Máy bơm ; 11 – thiết bị lọc ; 12 – thiết bị tái sinh dầu ; 13 – Máy phân li ; 14 – Bể chứa dầu mới ; 15 – Bể chứa dầu không đạt chỉ tiêu cơ lí ; 16 – Két chứa dầu ; 17 – Van ; 18 – ống nối ; 19 – Thùng dầu tái sinh ; 20 – Đường dẫn dầu làm trơn ; 21 – Đường dẫn dầu đến máy biến thế
Ngoài số lượng dầu đó ra, theo điều kiện kèm theo kỹ thuật và quy phạm ở các trạm thuỷ điện cần lượng dầu dự trữ sau đây : trong quản lý và vận hành khi đã trữ đầy dầu cho một tổ máy còn phải cộng thêm số dầu dự trữ và hao hụt trong 45 ngày, trong mạng lưới hệ thống dầu bôi trơn cũng tăng thêm lượng dầu dự trữ như vậy. Và so với máy biến thế cộng thêm 1 % lượng dầu hàng loạt của nó và máy cắt. Dung tích dầu ở một trạm thuỷ điện rất lớn hoàn toàn có thể đạt tới hàng nghìn tấn. Bảo vệ một lượng dầu lớn như vậy ở trong nhà máy cần phải thực thi giải pháp chống nóng, phòng hoả .
Theo quy phạm quy định các bể dầu đặt trên mặt đất thường không vượt quá 300 T và đặt dưới đất 500 T, các bể dầu đặt trong nhà máy thường không vượt quá 100T. Đối với lượng dầu dự trữ lớn phải có bể riêng để chứa và phòng hoả chống nóng một cách bảo đảm an toàn .
Hình 1-20. sơ đồ a là mạng lưới hệ thống đường ống dẫn dầu của một trạm thuỷ điện loại lớn, trong đó bể 14 chứa dầu sạch có đường ống dẫn đến mạng lưới hệ thống kiểm tra hoá lí, bể 8 – chứa dầu quản lý và vận hành đã xác lập số giờ thao tác. Dầu sau khi làm sạch hoặc để tái sinh qua thiết bị 11,12,13 dầu được chảy vào bể 9, nếu chỉ tiêu cơ lí của dầu không tương thích dầu được chảy vào bể 15. Sơ đồ b là mạng lưới hệ thống phân phối dầu quản lý và vận hành tổ máy và dầu làm trơn ổ chặn chính và ổ chặn khuynh hướng ở trạm thuỷ điện dùng tua bin cánh quay .
Ở các trạm thuỷ điện dầu dùng cho máy biến thế chứa bể riêng. Trong quản lý và vận hành tuyệt đối không được nhầm lẫn các loại dầu .
Trong các mạng lưới hệ thống cung ứng dầu cần phải qua các thiết bị lọc để loại trừ tạp chất và nước. Ở những nhà máy thuỷ điện lớn có các thiết bị dầu tái sinh đa phần phục sinh thực chất hoá lí của dầu ( độ nhớt, độ a xít, lưu huỳnh ). Đối với trạm thuỷ điện nhỏ và vừa sự tái sinh dầu được triển khai bằng các thiết bị đặt ở trạm dẫn dầu và từ đó dẫn đến tổ máy .
Với các mạng lưới hệ thống dùng dầu khác nhau thì thời hạn sử dụng dầu cũng khác nhau, thường với mạng lưới hệ thống dầu quản lý và vận hành từ 12 ¸ 15 ngàn giờ, với mạng lưới hệ thống dầu làm trơn từ 500 ¸ 1000 giờ .
Đường kính ống dẫn thường 50 mm. Tất cả các thiết bị của mạng lưới hệ thống dẫn dầu thường sắp xếp tầng dưới gian lắp ráp có mạng lưới hệ thống phòng hoả khắt khe. Nếu bể dầu đặt ngoài trời phải cách xa nhà máy 20 m và có thiết bị đặc biệt quan trọng để chống nóng và phòng hoả. Diện tích để dầu của trạm thuỷ điện thường chiếm từ 50 ¸ 100 mét vuông .

2. Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật

Nước dùng cho nhà máy thuỷ điện gồm : nước làm mát máy phát, làm mát dầu các ổ chặn, đôi lúc làm trơn ổ chặn dưới của tua bin, làm mát thiết bị khí nén, máy biến áp. Song lượng nước đa phần để làm mát máy phát. Tuỳ thuộc vào nhiệt độ hoàn toàn có thể xác lập được lượng nước làm mát máy phát và ổ chặn chính. Sơ bộ cứ 1KW hiệu suất tổn thất của máy phát khi ở nhiệt độ t = 200C cần 0,06 l / s, khi ở nhiệt độ t = 250C cần 0,07 l / s. Lượng nước tiêu tốn làm mát máy phát chiếm khoảng chừng 60-65 % hàng loạt lượng nước mạng lưới hệ thống. Lượng nước làm mát ổ chặn chính chiếm từ 10-20 % và làm mát máy biến áp 15 % .
Hình 2-21 Một trong những sơ đồ cung ứng nước làm mát máy phát và máy biến áp
Khi xác lập áp lực đè nén nước dùng cho nhà máy thuỷ điện để quản lý và vận hành tổ máy cần
phải xem xét kích cỡ ống dẫn và độ cản thuỷ lực, tuy nhiên áp lực đè nén nước trước thiết bị làm mát máy phát không được nhỏ hơn 3-8 m. Đối với trạm thuỷ điện lớn lưu lượng cung ứng nước kỹ thuật thường từ 2 ¸ 4 m3 / s

Hình 1-21. a) Sơ đồ cung cấp nước làm mát máy phát và máy biến áp

b, Sơ đồ xác lập lưu lượng nước làm mát máy phát và ổ chặn
1 – thiết bị lấy nước ; 2 – Máy bơm ; 3 – thiết bị lọc ; 4 – Trục đường chính dẫn nước ; 5 – máy biến áp ; 6 – Lò xo dẫn nước làm mát máy biến áp ; 7 – ổ chặn khuynh hướng ; 8 – thiết bị làm mát máy phát ; 9 – Vòng dẫn nước làm mát máy phát ; 10 – Vòng dẫn nước ra sau khi làm mát máy phát ; 11 – ổ chặn ; 12 – Lò xo dẫn nước làm mát ổ chặn ; 13 – Đường xả ; 14 – ổ chặn tua bin ; 15 – Van ; 16 – Bơm nước khỏi nắp turbin, 17 – ống nối
Hệ thống cung ứng nước kỹ thuật hoàn toàn có thể dùng các nguồn nước khác nhau. Nguồn phân phối nước tốt nhất cho nhà máy là thượng hạ lưu nhà máy thuỷ điện, trong trường hợp hồ chứa có nhiều tạp chất thì dùng các giếng khoan lấy nước phân phối cho tổ máy. Nguồn phân phối nước kỹ thuật có quan hệ đến cột nước của trạm thuỷ điện, trong các khu công trình đã kiến thiết xây dựng thường vận dụng các phương pháp sau đây để lấy nước cung ứng cho tổ máy
1 ) Khi cột nước dưới 10 m hoặc cao hơn 40 ¸ 50 m : dùng máy bơm bơm nước ở hạ lưu phân phối cho tổ máy .
2 ) Khi cột nước dưới 10 ¸ 15 m đến 40 ¸ 50 m : vận dụng hình thức lấy nước tự chảy ở thượng lưu hồ chứa, hoặc so với trạm thuỷ điện sau đập lấy nước ở đường ống tua bin .

3)Khi cột nước của trạm thuỷ điện cao hơn 40 ¸50 m lấy nước ở thượng lưu hồ chứa hoặc đường ống tua bin qua thiết bị giảm áp. ở những trạm thuỷ điện cột nước dao động lớn có thể sử dụng hình thức cấp nước hỗn hợp.

Hình 1-22. Sơ đồ hệ thống khí nén nhà máy thuỷ điện

K-1 : Máy khí nén áp lực đè nén thấp ; K-2 : Máy khí nén áp lực đè nén cao ; P-1, P-2, P-3 – Bình chứa khí nén áp lực đè nén thấp ; 1 – Thùng dầu áp lực đè nén MHY ; 2 – mạng lưới hệ thống hãm máy phát ; 3 – ống nối dẫn đến gian lắp ráp ; 4 – ống nối dẫn đến gian cơ khí ; 5 – ống nối dẫn đến phòng tua bin ; 6 – ống nối dẫn vào gian máy ; 7 – Đường ống chính dẫn khí vào bánh xe công tác làm việc ; 8 – đường ống chính dẫn khí vào các bộ phận hầu hết ; 9 – đường ống nạp khí vào thùng dầu áp lực đè nén MHY ; 10 – thiết bị tự động hóa ; 11 – Van ; 12 – Đường dẫn khí nén hãm kích máy phát. ; 13 – áp kế
Hệ thống đường ống phân phối nước kĩ thuật thường sắp xếp phía thượng lưu hoặc hạ lưu nhà máy so với nhà máy thuỷ điện ngang đập, so với nhà máy thuỷ điện sau đập và đường dẫn thường đặt trên đường ống tua bin và trên buồng xoắn tua bin. Lưu tốc lớn nhất trong đường ống cung ứng nước kĩ thuật không vượt quá 10 m / s, thường nằm trong số lượng giới hạn 1,5 ¸ 7 m / s, đường kính ống dẫn nước thường từ 250 ¸ 300 mm. Nước sau khi làm mát máy phát và các thiết bị khác theo đường ống xả xuống hạ lưu. Ở mạng lưới hệ thống cung ứng nước kỹ thuật cần đặt các thiết bị kiểm tra để theo dõi quy trình quản lý và vận hành. Các đường ống rẽ xuyên hàng loạt nhà máy thường sắp xếp dưới gian lắp ráp tiện việc theo dõi kiểm tra .
Hệ thống nước chống cháy máy phát về nguyên tắc sắp xếp cũng giống như mạng lưới hệ thống phân phối nuước kỹ thuật. Áp lực nước trong mạng lưới hệ thống này ngay chỗ đặt bình dập lửa không được nhỏ hơn 2 ¸ 2,5 at .

3. Hệ thống khí nén

Hệ thống khí nén trong nhà máy đa phần để điều khiển và tinh chỉnh tổ máy và hãm máy khi cắt tải, Giao hàng cho các thiết bị kiểm tra đo lường và thống kê, dùng khí nén khi tổ máy thao tác ở chính sách bù đồng điệu với độ cao hút âm .
Hệ thống khí nén trạm thuỷ điện gồm có : máy nén khí, bình chứa khí, các đường ống dẫn chính, các đường phụ dẫn đến các thiết bị. mạng lưới hệ thống khí nén so với các tổ máy lớn có áp suất đến 40 at, còn các nhu yếu khác dùng trong nhà máy thường từ 6 ¸ 7 at. Khí nén cao áp và thấp áp ở những trạm thuỷ điện lớn thường sắp xếp gấp đôi .
Trong nhà máy thuỷ điện thiết bị khí nén sắp xếp ở dưới gian lắp ráp hoặc sắp xếp một phòng riêng .
Các ống dẫn khí sắp xếp dọc theo nhà máy giữa các tầng, đường kính ống dẫn dựa trên cơ sở tốc độ trong không khí ống thường từ 25 ¸ 30 m / s so với ống dẫn còn so với ống xả thường từ 10 ¸ 20 m / s. Lượng không khí chung cho hàng loạt nhà máy phụ thuộc vào vào số lượng tổ máy và hiệu suất tổ máy. Nếu khí nén dùng khi tổ máy thao tác ở chính sách bù đồng điệu với độ cao hút âm thì lưu lượng khí nén phải tăng thêm và khí nén khi xả ra thường đưa ra ngoài khoanh vùng phạm vi nhà máy. Với máy nén khí cao áp hoàn toàn có thể dùng nước để làm mát .
Hệ thống tháo nước tổ máy
Khi kiểm tra, thay thế sửa chữa ống hút, buồng xoắn hoặc máng xả tua bin gáo cần phải tháo cạn lượng nước trong đó. Ở trạm thuỷ điện so với các bộ phận này phải sắp xếp mạng lưới hệ thống tháo nước và giếng tập trung chuyên sâu nước. Lượng nước trong buồng xoắn và ống hút thường từ 8-10 ngàn m3 hoặc nhiều hơn so với tổ máy có hiệu suất lớn .
Khi độ cao hút dương và mực nước thấp, buồng xoắn đặt cao hơn mực nước hạ lưu thì dùng giải pháp tự tháo, phần nước còn lại dùng máy bơm bơm xuống hạ lưu. Ở trạm thuỷ điện tuỳ thuộc vào hiệu suất và số lượng tổ máy, sơ đồ sắp xếp mạng lưới hệ thống tập trung chuyên sâu nước và bơm nước cũng khác nhau. Dưới đây trình diễn một số ít giải pháp sắp xếp tập trung chuyên sâu nước và bơm nước .
Đối với nhà máy thuỷ điện hiệu suất không lớn, số tổ máy ít dùng sơ đồ I Hình 1 – 23 mỗi tổ máy đặt một máy bơm với mục tiêu tăng hiệu suất bơm và nhu yếu thời hạn bơm không vượt quá 2 ¸ 4 h .
Đối với trạm thuỷ điện hiệu suất trung bình lắp turbin tâm trục ( turbin PO ) có đường kính bánh xe công tác làm việc không lớn, nhu yếu thời hạn bơm cạn từ 2 ¸ 4 h hoàn toàn có thể dùng sơ đồ II, hàng loạt máy bơm đặt dưới gian lắp ráp. Máy bơm nối trực tiếp với mạng lưới hệ thống đường ống tháo nước từ các tổ máy. Với nhà máy thuỷ điện hiệu suất tổ máy nhỏ, số tổ máy ít trong thực tiễn thường dùng máy bơm vận động và di chuyển để bơm cạn nước trong tổ máy khi sửa chữa thay thế như sơ đồ hình III .

Những nhà máy thuỷ điện có công suất lớn, số tổ máy nhiều thường áp dụng sơ đồ IV và V. Một trạm bơm chính đặt dưới gian lắp ráp, nước từ buồng xoắn, ống hút theo các đường ống đặt trong hành lang dẫn đến buồng tập trung nước. Tại đây nước được bơm xả xuống hạ lưu nhà máy. Phương thức này cho phép tăng thời gian bơm trực tiếp, vì khi tiến hành sửa chữa nước trong buồng xoắn, ống hút xả ra hành lang đến giếng tập trung nước nhanh. Lưu tốc trong đường ống dẫn đến giếng tập trung nước thường từ 2¸3m/s.

Hình 1-23. Các sơ đồ bố trí hệ thống tháo nước tổ máy

I – Mỗi tổ máy sắp xếp một máy bơm ; II – Máy bơm sắp xếp tập trung chuyên sâu ; III – Máy bơm chuyển dời ; IV – Hành lang tập trung chuyên sâu nước và máy bơm sắp xếp tập trung chuyên sâu ; V – Dùng ống dẫn nước đến bể tập trung chuyên sâu nước và sắp xếp máy bơm bơm cạn nước .

5. Hệ thống tiêu nước

Hệ thống tiêu nước ở trạm thuỷ điện hầu hết xử lý yếu tố nước thấm qua bê tông, nền móng, các khớp nối .. vv .. Nó gồm các đường ống hoặc rãnh tiêu đặt ở cao trình rất thấp. Nước sẽ được bơm ra khỏi nhà máy bằng máy bơm đóng mở tự động hóa bằng rơ le phao .

1.6.3. Nguyên tắc sắp xếp các hệ thống thiết bị phụ

Khi sắp xếp các hệ thống thiết bị phụ phải chú ý quan tâm các nhu yếu sau :
1. Thiết bị phụ về điện, các loại cáp điện nên sắp xếp dưới tầng máy phát về một bên nhà máy ( phía thượng lưu hoặc hạ lưu nhà máy ) còn phía bên kia sắp xếp đường ống của các hệ thống thiết bị phụ, mạng lưới hệ thống dầu, nước, khí tuyệt đối không được sắp xếp lẫn lộn giữa chúng .
2. Lắp đặt các hệ thống thiết bị phụ phải bảo vệ thao tác thuận tiện, bảo đảm an toàn, thuận tiện cho việc kiểm tra dữ gìn và bảo vệ và thay thế sửa chữa .
3. Các giải pháp lắp ráp các hệ thống thiết bị phụ phải thoả mãn các nhu yếu về kinh tế tài chính như : tổn thất trong các hệ thống thiết bị phụ nhỏ nhất, tiết kiệm chi phí sắt kẽm kim loại, giá tiền rẻ đồng thời phải bảo vệ nhu yếu mỹ quan của nhà máy .
4. Thi công, lắp ráp các hệ thống thiết bị phụ nhanh không làm ảnh hưởng tác động đến quản lý và vận hành tổ máy và các thiết bị khác .

1.6.4. Thiết bị kiểm tra giám sát

Ở các nhà máy thuỷ điện để bảo vệ chính sách quản lý và vận hành thông thường của tổ máy, trong nhà máy thuỷ điện đặt một loạt đồng hồ đeo tay và các thiết bị đo. Dựa vào tính năng của nó người ta chia ra làm nhiều bộ phận .
Phần lớn các đồng hồ đeo tay và thiết bị đo đặt trong nhà máy để kiểm tra thực trạng và chính sách thao tác của tổ máy, kiểm tra chính sách phụ tải điện, chất lượng điện, lưu lượng, cột nước, hiệu suất .. vv ..
Toàn bộ những thông tin về chính sách thao tác của trạm thuỷ điện, các thông số kỹ thuật đa phần của nó được dẫn đến phòng điều khiển và tinh chỉnh TT và cũng từ đây các nhân viên cấp dưới quản lý và vận hành thao tác, theo dõi hoạt động giải trí của toàn trạm. Ở các tủ tinh chỉnh và điều khiển lắp các đồng hồ đeo tay đo để kiểm tra hàng loạt sự thao tác của các thiết bị động lực, tín hiệu ngừng máy, về chính sách cấp cứu như áp suất tăng lên trong một mạng lưới hệ thống nào đó hoặc nhiệt độ dầu tăng lên ở các ổ chặn chính, mực nước vượt quá mực nước thống kê giám sát .. vv ..
Toàn bộ cáp dẫn từ các đồng hồ đeo tay và các thiết bị đo đến phòng tinh chỉnh và điều khiển TT thường sắp xếp tầng dưới phòng tinh chỉnh và điều khiển thường gọi là phòng cáp điện với chiều cao thường 2,2 ¸ 2,5 m .
Ngoài các thiết bị kiểm tra giám sát của nhà máy thuỷ điện còn có các thiết bị tự động hóa để đóng và cắt mạch khi Open chính sách công tác làm việc bị phá hoại hoặc xảy ra sự cố .
Mặt khác để kiểm tra thực trạng của nhà máy người ta đặt các thiết bị và đồng hồ đeo tay đo độ lún của nhà máy, độ nghiêng, thông số biến dạng từng phần và hàng loạt cấu trúc, ứng suất và chấn động. Một số thiết bị này trong thời kì thiết kế xây dựng được đặt và quan trắc độ lún, sự vận động và di chuyển, biến dạng và độ võng của nhà máy .

1.7 PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

1.7.1. Các bộ phận đa phần phần điện trong nhà máy thuỷ điện

Các máy phát thuỷ lực lúc bấy giờ có điện áp định mức không vượt quá 20 KV, vì vậy khi tải điện đưa xa phải nâng điện áp 35 ¸ 1000 KV và hoàn toàn có thể lớn hơn nữa .
Điện năng do nhà máy điện sản xuất đưa vào mạng lưới điện chung để cung ứng cho các hộ dùng điện. Việc cung ứng điện ở điện áp máy phát chỉ dùng cho các hộ ở gần và hiệu suất không lớn, còn các hộ ở xa phải qua máy nâng áp ( máy biến thế ) .
Khoảng cách tải điện từ nhà máy đến các hộ dùng điện khác nhau, nhu yếu điện áp cũng khác nhau. Điện năng của nhà máy sản xuất ra chia làm hai phần : phần điện áp cao đưa vào mạng lưới điện chung và phần điện áp thấp cho điện tự dùng của nhà máy .
Phần điện của nhà máy thuỷ điện gồm :
1 – Máy phát điện thuỷ lực
2 – Máy biến thế chính
3 – Trạm phân phối điện cao thế gồm : máy biến thế, máy cắt điện, cầu dao cách li cho đến đường dây cao thế .
4 – Bộ phận phân phối điện thế máy phát còn gọi là bộ phận điện thế thấp từ máy phát điện đến máy biến thế tự dùng .
5 – Bộ phận điện tự dùng .
6 – Bộ phận tiếp đất và chống sét .
7 – Bộ phận giám sát điện và rơ le bảo vệ .

1.7.2. Các loại sơ đồ đấu điện chính

Việc sắp xếp bộ phận phân phối điện áp máy phát và cao áp có tương quan đến sơ đồ đấu điện. Tuỳ thuộc vào hiệu suất và số tổ máy, vai trò nhà máy trong mạng lưới hệ thống điện. Phần lớn nhà máy thuỷ điện thường dùng các sơ đồ đấu điện sau :

1. Sơ đồ bộ (Hình 1-24-I)

Mỗi tổ máy đấu trực tiếp với một máy biến thế, máy biến thế đấu với đường dây cao thế. Sơ đồ này thường dùng ở những nhà máy thuỷ điện có hiệu suất lớn thao tác trong mạng lưới hệ thống điện quan trọng. Khi một tổ máy ngừng quản lý và vận hành vì một lí do kĩ thuật nào đó không tác động ảnh hưởng đến việc cung ứng điện, phần điện đó sẽ do trạm điện khác trong mạng lưới hệ thống sửa chữa thay thế. Để triển khai sự chuyển mạch và cắt mạch và để bảo đảm an toàn cho đường dây cao thế phải lắp các thiết bị cầu dao cách li .

2. Sơ đồ bộ mở rộng (hình 1-24-II)

Hai hoặc nhiều máy phát đấu với một máy biến thế (hoặc một nhóm máy biến thế một pha), máy biến thế đấu với đường dây cao thế. Với sơ đồ này khi một máy biến thế có sự cố thì hệ thống điện sẽ lập tức mất hai tổ máy, song sự cố đối với máy biến thế ít xảy ra. Sơ đồ này thường dùng ở các nhà máy thuỷ điện lớn nhiều tổ máy làm việc trong hệ thống điện lực lớn.
 

Hình 1-24. Các phương án sơ đồ đấu điện

3. Sơ đồ hệ thống thanh góp (Hình 1-24-III)

Tất cả các máy phát điện đấu vào thanh góp ở điện áp máy phát, các máy biến thế chính cũng được đấu với thanh góp thứ 2 và đưa vào mạng lưới hệ thống điện. Tuỳ theo đặc thù của hộ dùng điện, mạng lưới hệ thống thanh góp hoàn toàn có thể là đơn hoặc kép, có phân đoạn hoặc không phân đoạn .
Để bảo vệ việc cung ứng điện bảo đảm an toàn và liên tục người ta dùng mạng lưới hệ thống thanh góp đơn có phân đoạn ( Hình 1-24 – IV ) hoặc mạng lưới hệ thống thanh góp kép có phân đoạn ( Hình 1-24 – V )
Sơ đồ mạng lưới hệ thống thanh góp thường dùng khi có nhiều hộ dùng điện tại chỗ. Điện tự dùng cho nhà máy cũng lấy từ thanh góp điện áp máy phát .

1.7.3. Máy biến thế chính

1. Mục đích yêu cầu khi bố trí máy biến thế

Khi nghiên cứu và điều tra giải pháp sắp xếp máy biến thế ở các nhà máy thuỷ điện cần phải xem xét đặc thù từng loại nhà máy trong mạng lưới hệ thống khu công trình đầu mối thuỷ lợi. Trạm biến thế càng gần gian máy càng thuận tiện, không những giảm tổn thất điện năng từ máy phát đến máy biến thế còn tiết kiệm chi phí được cáp dẫn, giảm bớt thời cơ phát sinh sự cố. Trong một số ít trường hợp đặc biệt quan trọng như nhà máy thuỷ điện ngầm thường sắp xếp máy biến thế trong gian máy .
Trước khi triển khai sắp xếp máy biến thế, việc tiên phong phải nắm được số lượng máy biến thế và size bao ngoài của nó. Số lượng máy biến thế phụ thuộc vào vào sơ đồ đấu điện của nhà máy thuỷ điện, thường có khuynh hướng hai máy phát chung một máy biến thế, như vậy giảm được số lượng máy biến thế đấu dây đơn thuần, về mặt quản lý và vận hành thuận tiện, giá thành công trình giảm, tuy nhiên nếu hiệu suất lớn khối lượng máy biến thế tăng. Khi nhà máy thuỷ điện thiết kế xây dựng ở những khu vực giao thông vận tải không được thuận tiện, hiệu suất máy biến thế thường bị điều kiện kèm theo luân chuyển hạn chế. Vì vậy, khi chọn số lượng máy, hiệu suất máy cần phải xem xét đến việc luân chuyển, phải triển khai so sánh giải pháp rồi mới quyết định hành động .
Trong quy trình quản lý và vận hành nhà máy thuỷ điện, khi kiểm tra và thay thế sửa chữa máy biến thế thường sử dụng cẩu trục trong gian máy. máy biến thế hiệu suất lớn thường khối lượng lớn và kích cỡ bao ngoài lớn, việc luân chuyển gặp khó khăn vất vả. Do đó, khi sắp xếp máy biến thế cần phải xem xét vừa đủ các yếu tố trên và tuân thủ một số ít nguyên tắc dưới đây .
< Vị trí máy biến thế nên đặt gần gian máy, nhằm mục đích rút ngắn cáp dẫn, tiết kiệm chi phí sắt kẽm kim loại, quản lý và vận hành thuận tiện giảm phát sinh sự cố < Cao trình đặt máy biến thế nên cùng cao trình sàn lắp ráp để sử dụng cẩu trục trong gian máy khi sửa chữa thay thế. Nếu vì sửa chữa thay thế máy biến thế mà chiều cao gian máy phải nâng lên thì trong trường hợp đó ở sàn lắp ráp phải có hố đặt máy biến thế, khi sửa chữa thay thế dùng cẩu trục cẩu lõi thép ra . < Kích thước mặt phẳng phải đủ để sắp xếp máy biến thế và thuận tiện khi chuyển dời dọc và chuyển dời ngang . < Máy biến thế phải đặt ở cao trình không bị ngập . Ở những nhà máy thuỷ điện có hiệu suất máy biến thế nhỏ, khối lượng nhẹ khi vận động và di chuyển đến gian lắp ráp thay thế sửa chữa thường dùng mạng lưới hệ thống tời hoặc các con lăn đặc biệt quan trọng để chuyển dời. Đối với máy biến thế hiệu suất lớn, kích cỡ mặt phẳng lớn thường 6x8 m và khối lượng hoàn toàn có thể trên 300 T thường vận động và di chuyển theo 3 hoặc 4 đường ray . Trong thực tiễn thiết kế xây dựng các loại trạm thuỷ điện có nhiều giải pháp sắp xếp máy biến thế khác nhau, tuy nhiên phải tuân thủ những nguyên tắc trên .

2. Các phương án bố trí máy biến thế đối với các loại nhà máy thuỷ điện trong hệ thống công trình năng lượng

Đối với nhà máy thuỷ điện sau đập do cấu trúc giữa nhà máy với đập tương đối rộng hoàn toàn có thể sắp xếp máy biến thế trong khoảng chừng khoảng trống đó, nếu trong trường hợp kích cỡ không đủ để đặt đường ray và chuyển dời máy biến thế đến gian sửa chữa thay thế thì hoàn toàn có thể xê dịch nhà máy về phía hạ lưu ( hình 1-25 – I ). Với trường hợp trên phải trải qua các giải pháp so sánh về kinh tễ và kỹ thuật mới quyết định hành động .
Nếu đập dâng bằng vật tư địa phương mà nhà máy sau đập hoặc nhà máy thuỷ điện đường dẫn đường ống áp lực đè nén đặt lộ thiên thì máy biến thế sắp xếp bên bờ sông nhà máy là phải chăng nhất ( Hình 1-25 – IV )
Nhà máy thuỷ điện ngang đập do size ống hút tương đối dài, tầng trên ống hút có diện tích quy hoạnh rộng đủ sắp xếp đường ray vận động và di chuyển, trong trường hợp này máy biến thế đặt ở vị trí này là phải chăng nhất ( Hình 1-25 II ). Khi thay thế sửa chữa máy biến thế hoàn toàn có thể đưa vào gian máy sau đó dùng cẩu trục vận động và di chuyển đến gian thay thế sửa chữa ( Hình 1-25 – III ) .
Với nhà máy thuỷ điện phối hợp xả lũ, thường máy biến thế đặt trên sân thượng nhà máy ( Hình 1-25 V ) hoặc đặt trên trụ pin của nhà máy ( Hình 1-25 – VI ). Với cách sắp xếp này khi vận động và di chuyển máy biến thế đến gian lắp ráp phải dùng cầu trục riêng cẩu máy biến thế từ trên xuống rồi đưa vào gian lắp ráp, hoặc dùng giếng đứng xây trong đập chuyển máy biến thế từ trên xuống rồi đưa vào gian lắp ráp .

Hình 1-25. Các phương án bố trí máy biến thế

1.7.4. Vị trí sắp xếp trạm phân phối điện cao thế

Trạm phân phối điện cao thế thường sắp xếp ngoài trời. Vị trí của nó nên gần nhà máy cạnh trạm biến thế và thuận tiện cho giao thông vận tải. Nền móng cao trình phải tốt và cao hơn mực nước lũ hạ lưu lớn nhất. Ở nhà máy thuỷ điện ngang đập hoặc nhà máy thuỷ điện sau đập cột nước trung bình người ta thường đặt các thanh góp điện thế cao trên cùng một độ cao và trạm phân phối điện cao thế tăng trưởng theo chiều rộng. Ở nhà máy thuỷ điện đường dẫn hoặc sau đập cột nước cao khi không đủ diện tích quy hoạnh thì người ta sắp xếp thanh góp hai hoặc ba tầng theo chiều cao .

Bảng 1-1

Chiều rộng của trạm phân phối điện cao thế ngoài trời tính như sau :

Bảng 1-2.

Trạm phân phối điện cao thế hai tầng tuy chiếm diện tích quy hoạnh nhỏ hơn nhưng khối lượng sắt thép tốn nhiều hơn, diện tích quy hoạnh xây đắp lắp ráp hẹp, vì vậy chỉ dùng khi nào không đủ diện tích quy hoạnh để sắp xếp trạm phân phối cao thế một tầng
Kích thước của trạm phân phối cao thế ngoài trời phụ thuộc vào vào sơ đồ đấu điện, thiết bị phân phối, tuy nhiên cũng hoàn toàn có thể tính sơ bộ xuất phát từ bước của các ô. Ở mỗi ô gồm có máy đóng cắt, cầu dao cách li và các máy móc khác, tuỳ thuộc vào điện thế mà nó có kích cỡ khác nhau. Trong thực tiễn kiến thiết xây dựng hoàn toàn có thể địa thế căn cứ vào điện thế từ đó sơ bộ xác lập diện tích quy hoạnh của trạm phân phối điện cao thế .

1.7.5. Vị trí sắp xếp bộ phận phân phối điện thế máy phát điện

Bộ phận phân phối điện thế máy phát điện thường đặt ngay trong nhà máy hoặc trong phòng cạnh nhà máy nằm giữa máy phát điện và máy biến thế, sắp xếp như vậy đặt cáp dẫn thuận tiện và ngắn nhất .
Với sơ đồ đấu điện là sơ đồ bộ hoặc sơ đồ bộ lan rộng ra nên sắp xếp phân tán máy cắt điện thế máy phát để rút ngắn đường dây tránh thao tác nhầm lẫn. khi sơ đồ đấu điện là sơ đồ mạng lưới hệ thống thanh góp tốt nhất nên sắp xếp tập trung chuyên sâu các máy cắt trong phòng phân phối điện thế máy phát .
Phụ thuộc vào kiểu nhà máy thuỷ điện, hiệu suất tổ máy, kích cỡ và cấu trúc nhà máy, bộ phận phân phối điện thế máy phát hoàn toàn có thể có các giải pháp sắp xếp như sau :
1. Ở phía hạ lưu nhà máy thuỷ điện ngang đập cột nước thấp thường có ống hút dài, trên tầng ống hút rộng hoàn toàn có thể sắp xếp được. Cách sắp xếp này rất thuận tiện và kinh tế tài chính .
2. Ở phía thượng lưu nhà máy thuỷ điện sau đập có đường kính tua bin lớn và nhà máy thuỷ điện đường dẫn cột nước trung bình, hoàn toàn có thể sắp xếp phòng phân phối điện thế máy phát ở khoảng trống giữa đập và nhà máy là hợp lý nhất .
3. Ở đầu nhà máy thuỷ điện đường dẫn cột nước cao phối hợp với việc sắp xếp trạm phân phối điện ngoài trời ở ngay cạnh nhà máy .
4. Đặt một phòng riêng cạnh nhà máy chính, phần đông thường dùng ở các nhà máy thuỷ điện đường dẫn cột nước cao, kích cỡ không lớn .
Kích thước phòng phân phối điện thế máy phát được xác lập trên cơ sở sơ đồ đấu điện, số tổ máy và số đầu dây dẫn tự dùng. Trong trường hợp cao trình phòng phân phối điện thế máy phát đặt dưới mực nước hạ lưu cao nhất phải có giải pháp chống thấm thật tốt .
Hiện nay người ta sản xuất thiết bị phân phối điện thành bộ dưới dạng tủ, trong đó các chi tiết cụ thể đều lắp sẵn tại xưởng, khi kiến thiết xây dựng nhà máy chỉ chuyên chở đến lắp ráp tại vị trí đã được xác lập. Trong trường hợp này diện tích quy hoạnh phòng phân phối điện thế máy phát nhỏ, quản lý và vận hành bảo đảm an toàn .
Chiều cao của phòng vào tầm 4 ¸ 5 m. Dưới phòng phân phối điện thế máy phát dọc theo chiều dài phải có tầng cáp điện .
Bộ phận điện tự dùng cho nhà máy và cho toàn trạm có trách nhiệm cung ứng điện cho các hộ dùng điện sau đây :
Trong quy trình quản lý và vận hành phải phân phối điện liên tục cho mạng lưới hệ thống dầu, khí, phân phối nước kỹ thuật, mạng lưới hệ thống máy kích từ, mạng lưới hệ thống đóng mở van sự cố, mạng lưới hệ thống ánh sáng cho các phòng ship hàng, mạng lưới hệ thống máy đóng cắt và cầu dao cách. vv ..
Cung cấp điện theo thời hạn cho mạng lưới hệ thống tiêu nước tổ máy, mạng lưới hệ thống tiêu nước cho nhà máy, mạng lưới hệ thống ánh sáng bên ngoài và ánh sáng cho các phòng hoạt động và sinh hoạt .. vv ..
Cung cấp điện cho mạng lưới hệ thống lọc dầu, xưởng sửa chữa thay thế và các. vv ..
Điện tự dùng lớn nhất chiếm vào khoảng chừng 0,5 – 1 % hiệu suất lắp máy của trạm thuỷ điện. hiệu suất phải lớn thì tỷ suất hiệu suất tự dùng càng nhỏ .
Hệ thống điện một chiều cũng thuộc bộ phận tự dùng, nó cấp điện cho các bộ phận quan trọng nhất nhu yếu phải thao tác đúng mực ngay cả khi có sự cố ở trạm xoay chiều. Đó là các bộ phận tinh chỉnh và điều khiển tự động hóa, mạch rơ le bảo vệ, tín hiệu và chiếu sáng khi có sự cố. Nguồn điện một chiều thường dùng ắc quy, a xít với điện thế 220V cho các nhà máy thuỷ điện lớn và 110V cho các nhà máy thuỷ điện nhỏ. Thường dùng một bộ ác quy nạp điện tiếp tục so với nhà máy thuỷ điện nhỏ, hai bộ cho nhà máy thuỷ điện lớn .
Kích thước phòng phân phối điện thế máy phát, khi phong cách thiết kế sơ bộ hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm dưới đây :

Bảng 1-

1.8 CÁC PHÒNG PHỤ CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

Ở nhà máy thuỷ điện, các thiết bị phụ và thiết bị do lường sắp xếp trong các phòng riêng, phần đông các phòng đó sắp xếp trong nhà máy. Theo tính năng hoàn toàn có thể chia các phòng này thành hai nhóm : Phòng đặt các thiết bị tinh chỉnh và điều khiển thường gọi là phòng thao tác, phòng sắp xếp các thiết bị để sửa chữa thay thế và trạm quản lý và vận hành các thiết bị thường gọi là phòng sản xuất. Ngoài các phòng trên còn sắp xếp các phòng thao tác, Phòng sử dụng công cộng như câu lạc bộ, các phòng ship hàng hoạt động và sinh hoạt và đời sống vv …
Ở những trạm thuỷ điện ngang đập, size lớn nhiều tổ máy, size buồng xoắn, ống hút lớn, trong khoanh vùng phạm vi các tầng trong nhà máy hoàn toàn có thể sắp xếp tổng thể các phòng thiết yếu cho quản lý và vận hành tổ máy. Còn ở những trạm thuỷ điện hiệu suất không lớn, hoặc trạm thuỷ điện cột nước cao, do kích cỡ buồng xoắn, ống hút nhỏ không hề sắp xếp toàn bộ các phòng trong nhà máy, thế cho nên có một số ít phòng đưa ra ngoài, sắp xếp gần nhà máy .
Diện tích hàng loạt các phòng sắp xếp thiết bị phụ, ship hàng cho quản lý và vận hành nhà máy tuỳ thuộc vào hiệu suất và vị trí nhà máy trong mạng lưới hệ thống khu công trình nguồn năng lượng. Nếu nhà máy kiến thiết xây dựng trong mạng lưới hệ thống bậc thang, 1 số ít phòng thiết bị phụ hoàn toàn có thể hợp nhất sử dụng chung cùng mạng lưới hệ thống trên bậc thang .
Ở những trạm thuỷ điện lớn diện tích quy hoạnh hàng loạt các phòng thao tác thường từ 1500 – 2000 mét vuông, diện tích quy hoạnh các phòng sản xuất, quản trị từ 800 – 1000 mét vuông .
Trong kiến thiết xây dựng trạm thuỷ điện, để phát huy hiệu quả kinh tế tài chính thường đưa tổ máy thứ nhất vào quản lý và vận hành sớm. Vì vậy trong khoanh vùng phạm vi đoạn tổ máy đó và gian lắp ráp kề bên cần sắp xếp các phòng đặt các mạng lưới hệ thống và các thiết bị có tương quan để bảo vệ quản lý và vận hành tổ máy như : Hệ thống tiêu nước tổ máy, mạng lưới hệ thống thoát nước tổ máy, mạng lưới hệ thống cung ứng nước kỹ thuật, mạng lưới hệ thống khí nén, mạng lưới hệ thống dầu vv … Các phòng thao tác như : Phòng đặt các tủ điều khiển và tinh chỉnh, phòng dây cáp, phòng axit vv. Vị trí các phòng đó phải thuận tiện và hài hòa và hợp lý trong quản lý và vận hành trước mắt và lâu dài hơn. Phòng ác quy phải sắp xếp xa đường dây cáp dẫn điện và phải có mạng lưới hệ thống thông gió. Trong trong thực tiễn thiết kế xây dựng, phòng điều khiển và tinh chỉnh TT sắp xếp gần nhà máy và cùng cao trình với gian máy. Diện tích mặt phẳng của nó phụ thuộc vào vào hiệu suất cuủa trạm th ỷ điện, số lượng bảng điện và trình độ tự động hoá, trong nhà máy thường từ 80-100 mét vuông .
Để phân phối điện thao tác các thiết bị và thắp sáng cho nhà máy khi xẩy ra sự cố, ở trạm thuỷ điện thường sử dụng dòng điện một chiều. Đối với trạm thuỷ điện nhỏ, hiệu suất dòng điện một chiều không lớn nên thường dùng các hòm ắc quy, sắp xếp các thiết bị này cũng đơn thuần. Song công suất của trạm thuỷ điện lớn, số lượng ácquy nhiều nên sắp xếp phòng để ácquy và thiết bị nạp điện, phòng axit. Các phòng này phải có tường ngăn cách, có mạng lưới hệ thống thông gió riêng, sắp xếp cách li với mạng lưới hệ thống điện. Vị trí của phòng này nên sắp xếp ở tầng dưới gian phòng tinh chỉnh và điều khiển TT, nhưng phải có hiên chạy cách ly vớ phòng tinh chỉnh và điều khiển TT .
Tuỳ thuộc vào hiệu suất của trạm thuỷ điện và vị trí của nó, các phân xưởng sửa chữa thay thế hoàn toàn có thể sắp xếp ở tầng dưới gian lắp ráp hoặc các tầng khác trong nhà máy nhằm mục đích mục tiêu sửa chữa thay thế liên tục hoặc định kỳ sửa chữa thay thế một số ít thiết bị của tổ máy .
Khi trạm thuỷ điện thiết kế xây dựng gần khu công nghiệp hoặc trên cùng mạng lưới hệ thống bậc thang thì size và thiết bị trong các xưởng thay thế sửa chữa hoàn toàn có thể giảm đi nhiều .
Ở trạm thuỷ điện đường dẫn và trạm thuỷ điện sau đập cột nước cao, do size đoạn tổ máy và gian lắp ráp hẹp, do đó các phân xưởng sửa chữa thay thế hoàn toàn có thể đưa ra nhà máy phụ sắp xếp gần nhà máy chính. Khi sắp xếp các phòng phụ trong nhà máy, cần phải nghiên cứu và điều tra mối liên hệ qua lại giữa các phòng được thuận tiện và thuận tiện, bảo vệ điều kiện kèm theo quản lý và vận hành tốt và bảo đảm an toàn .
Khu nhà quản trị của trạm thuỷ điện thường sắp xếp ở một đầu nhà máy hoặc phía thượng lưu và hạ lưu nhà máy. Khi phong cách thiết kế cần phải đo lường và thống kê điều kiện kèm theo ánh sáng, thông gió, mạng lưới hệ thống thang máy và các phương tiện đi lại giao thông vận tải đi lại .
Nhìn chung các phòng quản trị quản lý và vận hành ở một nhà máy thuỷ điện gồm có các thành phần sau :
Các phòng có tương quan trực tiếp đến quản lý và vận hành nhà máy ( các phòng thao tác ) gồm :
– Phòng điều khiển và tinh chỉnh TT và phòng cáp điện dưới nó, phòng trực ban và điều độ, phòng thông tin liên lạc, phòng ácquy, phòng nạp điện, phòng axit ..
– Các phòng sản xuất gồm : Phòng thay thế sửa chữa cơ điện, phòng thuỷ công, phòng kiểm tra và sửa chứa các đồng hồ đeo tay đo, phòng thí nghiệm điện thế cao, phòng hoá nghiệm dầu, phòng tái sinh dầu, phòng đặt thiết bị thông gió, phòng đặt máy bơm, phòng khí nén, trạm cung ứng nước kỹ thuật, kho dụng cụ .
– Phòng trực ban các bộ phận. Công nhân đường dây, công nhân bộ phận máy thuỷ lực, công nhân phòng hoả .
– Phòng hành chính gồm : Phòng giám đốc, phòng kỹ sư trưởng, văn phòng đảng uỷ và các đoàn thể, phòng kỹ thuật, phòng hội họp, phòng sự vụ, phòng y tế, hội trường, vv …. Ngoài ra còn có phòng Giao hàng hoạt động và sinh hoạt và đời sống .
Dưới đây trình làng size các phòng thao tác và phòng sản xuất ở một trạm thuỷ điện có hiệu suất 1 triệu KW để tìm hiểu thêm .

Sưu tầm và biên soạn bởi : Valve Men Team

Source: https://suanha.org
Category : Nội Thất