Bài 3 : Thực tập hệ thống tự dùng 0,4KV
1. Một số vấn đề chung về hệ thống tự dùng trong nhà máy thủy điện
1.1.Khái niệm về tự dùng trong nhà máy thủy điện
Trong nhà máy điện ngồi các thiết bị chính như lị hơi, tuabin, máy phát,…cịn có nhiều loại cơ cấu khác nhau để phục vụ hay tự động hịa qúa trình cơng tác của các tổ máy. Tất cả những cơ cấu này cùng với các động cơ điện kéo chúng, mạng điện, thiết bị phân phối máy biến áp giảm áp, nguồn năng lượng độc lập, hệ thống điều khiển, tín hiệu, thắp sáng . . . tạo thành hệ thống tự dùng của nhà máy.
Trong nhà máy thủy điện có các cơ cấu tự dùng chính sau :
- Các cơ cấu của tuabin nước - máy phát: Bơm dầu của hệ thống điều chỉnh bôi trơn cho các tổ máy, bơm nước của hệ thống làm mát máy phát vá làm mát dầu bôi trơn.
- Các cơ cấu phục vụ cho đập, các cửa đập, gian máy, . . .
Ngoài các cơ cấu để phục vụ cho qúa trình cơng nghệ chính trên, cịn có các cơ cấu làm nhiệm vụ phụ như: Bơm cấp nước kỹ thuật, bơm chữa cháy, thiết bị nén khí, máy nạp ắc quy, hệ thống điều khiển, tín hiệu, thắp sáng, . . .
Tính đảm bảo của hệ thống tự dùng quyết định đến sự làm việc đảm bảo của tồn bộ nhà máy điện. Vì vậy hệ thống tự dùng phải yêu cầu có độ tin cậy cao, nhưng phải đồng thời đảm bảo tính kinh tế.
Tùy theo vai trò trong q trình cơng nghệ, người ta chia các cơ cấu tự dùng chính thành các cơ cấu tự dùng quan trọng vá không quan trọng. Các cơ cấu quan trọng là các cơ cấu mà khi ngừng làm việc, dù chỉ trong thời gian rất ngắn cũng làm giảm điện năng hay nhiệt năng phát ra hay ngừng làm việc các tổ máy.
Trong nhá máy thủy điện là: Bơm dầu áp lực của thiết bị điều tốc cho tổ máy, bơm dầu của hệ thống bôi trơn ổ trục, bơm nước làm mát máy phát.
Ngồi ra, người ta cịn chia tự dùng thành haii phần: Tự dùng chung cho toàn bộ nhà máy và tự dùng riêng cho từng tổ máy.
a/ b/ Hình 1
Để truyền động các máy công tác trong nhà máy điện người ta sử dụng chủ yếu các động cơ điện. Vì động cơ điện có tính đảm bảo cao, kinh tế và vận hành đơn giản. Khi truyền động bằng động cơ điện việc tự động hóa q trình cơng nghệ trong nhà máy đơn giản rất nhiều.
Công suất và điện năng tiêu thụ cho tự dùng của nhà máy điện phụ thuộc vào loại nhà máy, công suất nhà máy. . . Trong nhà máy thủy điện công suất tự dùng, chiếm khoảng một vài phần trăm công suất nhà máy.
1.2.Nguồn cung cấp điện và các cấp điện áp tự dùng trong nhà máy điện
Điện áp tự dùng được sử dụng chủ yếu là cấp 6 KV và 0,4 KV (380V/220V). Cấp 6KV được dùng để cấp cho các động cơ công suất lớn hơn 200 KW, cấp 0,4 KV cấp cho các động cơ công suất bs hơn, thắp sáng, tín hiệu, . . .
Cấp điện áp 3 KV khơng dùng vì giá thành động cơ 3 KV và 6 KV không lệch nhau nhiều nhưng phí tổn kim loại màu và tổn thất trong mạng 3KV lớn hơn rất nhiều so với cấp 6KV. Hơn nữa dùng cấp 6KV cịn có ưu điểm là :
- Tăng đựơc công suất đơn vị của các động cơ.
- Tăng đựơc cơng suất của MBA chính nên có thể chọn số lựơng MBA ít hơn.
- Điều khiển tự mở máy tốt hơn.
Nguồn điện tự dùng làm việc trong nhà máy điện thường lấy trực tiếp từ bản thân nhà máy. Nên ở nhà máy điện có xây dựng thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát thì điện tự dùng được lấy ngay từ thanh góp điện áp máy phát qua máy biến áp tự dùng hoặc qua kháng điện. Nếu cấp điện áp tự dùng bằng cấp điện áp máy phát thì người ta sẽ lấy qua kháng điện, ngược lại ta phải lấy qua máy biến áp tự dùng.
Trong nhà máy điện sử dụng sơ đồ bộ MF - MBA, thì điện tự dùng có thể trích từ đầu cực máy phát hoặc lấy từ TBPP điện áp cao.
Khi cơng suất của bộ lớn thì cơng suất tự dùng lớn. Mà MBA tự dùng có cơng suất càng lớn thì dịng ngắn mạch trong hệ thống tự dùng càng lớn, do vậy làm cho thiết bị tự dùng làm việc rất nặng nề, đắt tiền. Để khắc phục, có thể dùng MBA có điện áp ngắn mạch
Un% lớn hoặc dùng MBA có cuộn dây phân chia ở cáp 6 KV. Khi máy biện áp tự dùng có cơng suất từ 25 MVA trở lện, theo qui phạm phải dùng MBA có cuộn dây phân chia phía hạ.
Ngồi ra, trong nhà máy nhiệt điện có thể dùng tổ TB - MF phụ
như hình (H.1.a). Hơi nước được lấy từ tuabin chính, cịn máy phát thì độc lập, khơng nối với các máy phát chính của nhà máy
Hoặc dùng máy phát phụ nối đồng trụcc với máy phát chính (H.1.b).
Phương án này có hiệu suất của tuabin chính cao hơn, tiết kiệm hơn nhiều so với phương án đặt tuabin riêng và được sử dụng rộng rãi ở các nhà máy nhiệt điện khu vực và nhà máy điện nguyên tử.
Tất cả các nguồn điện tự dùng theo phương án trên cũng không thể tuyệt đối đảm bảo tin cậy cung cấp điện cho tự dùng được. Vì khi sự cố trong máy phát, hay trên thanh góp UF hay trong phần TBPP tự dùng thì nguồn tự dùng cũng bị mất. Vì vậy, ngồi nguồn tự dùng làm việc, cịn phải có nguồn tự dùng dự trữ. Đó có thể là các MBA nối với thanh góp đáp cao có liên lạc với hệ thống. Trong trường hợp này nếu cả NMĐ bị mất điện thì vẫn cịn điện tự dùng dự trữ lấy từ hệ thống về. Nhưng trường hợp sự cố NMĐ trùng với sự cố hệ thống thì mất tồn bộ điện tự dùng. Vì vậy, trong NMĐ cịn phải đặt thêm các nguồn độc lập như ác quy, máy phát điện, tua bin khí.
1.3. Sơ đồ nối điện tự dùng của nhà máy điện thủy điện (hình 2)
Do đặc điểm của nhà máy thủy điện, phần tự dùng đơn giản và nhở hơn nhiều so với nhà máy nhiệt điện. Ở nhà máy thủy điện người ta phân ra hai loại tự dùng: tự dùng riêng cho các tổ máy và tự dùng chung cho nhà máy.
Hình 2 là sơ đồ tự dùng của một nhà máy thủy điện công suất lớn, gồm 4 tổ máy công suất 200MVA đựơc nối bộ lên hệ thống.
Các máy biến áp BATD9, BATD10 cùng cấp cho phần tự dùng
chung cùa nhà máy vì các phụ tải chung ở xa nhà máy. Tự dùng riêng của các tổ máy được cung cấp từ BATD5, BATD6, BATD7, BATD8, tự dùng dự trữ lấy từ BATD3, BATD4. Nguồn cung cấp tự dùng dự trữ sẽ đựơc lấy từ trạm biến áp ở gần nhà máy, nó đựơc xây dựng trong qúa trình thi cơng nhà máy. Trong các nhà máy thủy điện lớn có thể nối các máy biến áp tự dùng riêng từ thanh góp tự dùng 6 KV hay ở đầu cực máy phát .