Bài giảng - Thủy điện 2- chương 7&8

Chương VII. THIẾT BỊ ĐIỀU TỐC CỦA TURBINE TH. LỰCVII. 1. NHIỆM VỤ CỦA ĐIỀU TỐC TURBINE Trạm thủy điện là một xí nghiệp sản xuất và cung cấp điện năng, mà nhu cầu điện năng luôn thay đổi trong phạm vi rất rộng. Nếu không có biện pháp điều chỉnh công suất do tổ máy phát ra phù hợp với yêu cầu của lưới điện thì sẽ dẫn đến sự thay đổi tần số lưới điện quá giới hạn cho phép. Quy trình kỹ thuật vận hành quy định tần số không đổi, độ sai lệch tạm thời của...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng - Thủy điện 2- chương 7&8 Chương VII. THIẾT BỊ ĐIỀU TỐC CỦA TURBINE TH. LỰCVII. 1. NHIỆM VỤ CỦA ĐIỀU TỐC TURBINE Trạm thủy điện là một xí nghiệp sản xuất và cung cấp điện năng, mà nhu cầuđiện năng luôn thay đổi trong phạm vi rất rộng. Nếu không có biện pháp điều chỉnhcông suất do tổ máy phát ra phù hợp với yêu cầu của lưới điện thì sẽ dẫn đến sự thay đổitần số lưới điện quá giới hạn cho phép. Quy trình kỹ thuật vận hành quy định tần sốkhông đổi, độ sai lệch tạm thời của tần số điện xoay chiều với giá trị định mức 50 Hz pkhông quá ± 0,2%. Tần số phụ thuộc vào số vòng quay của rôto máy phát: f = n. 60 Trong đó số đôi cực p là không đổi đối với máy phát đã có, như vậy tần số chỉ cònphụ thuộc vào vòng quay n của rôto máy phát điện. Mặt khác theo cơ học, phương trìnhcơ bản đặc trưng cho sự chuyển động của rôto tổ máy : dω = Mq − Mc (7-1) J dt Trong đó : J là mômen quán tính của rôto tổ máy thủy lực; ω - tốc độ góc của rôto tổ máy ω = π n / 30; Mq - Mômen lực chuyển động rôto tổ máy; Mc - Mômen cản chuyển động rôto tổ máy; t - Thời gian. Từ phương trình trên ta thấy muốn giữ cho vòng quay tổ máy n không đổi, cũng dωtức là giữ cho tốc độ góc là hằng số ( ω = const) thì = 0, thì cần duy trì sự cân bằng dtgiữa mômen lực chuyển động và mômen lực cản chuyển động, tức là Mđ = Mc . Mômencản phụ thuộc vào phụ tải máy phát điện Nmp còn mômen chuyển động Mđ quyết địnhbởi công suất của turbine Nt, giữa chúng có quan hệ sau: γ QH N η Mq = t = (7-2) ω ω Từ (7-2) ta thấy, sự cân bằng giữa Mđ và Mc chỉ có thể thực hiện được khi côngsuất máy phát luôn bằng công suất turbine ở mọi thời điểm, tức Nt = Nmp Nếu phụ tảimáy phát điện thay đổi mà công suất turbine vẫn không đổi sẽ dẫn đến sự thay đổi vòngquay tổ máy. Cũng từ công thức trên, có thể thay đổi công suất turbine bằng cách thayđổi lưu lượng vào turbine Q, thay đổi cột nước H hoặc thay đổi hiệu suất của turbine.Tuy nhiên, việc thay đổi cột nước và hiệu suất của turbine là điều không thực tế, do đóchỉ còn việc thay đổi lưu lượng Q của turbine là thực hiện được.Vì vậy, điều chỉnh côngsuất turbine thuỷ lực thực chất là điều chỉnh lưu lượng bằng cách xoay cơ cấu hướngdòng (CCHD). Đối với turbine cánh quay, ngoài việc điều chỉnh CCHD còn điều chỉnhcả góc dặt của cánh turbine một cách liên hợp. Đối với turbine gáo thì điều chỉnh lưulượng là điều chỉnh van kim và điều chỉnh thiết bị tách dòng một cách liên hợp. Loạiđiều chỉnh đối với turbine cánh quay và turbine gáo là điều chỉnh kép . Còn điều chỉnhchỉ làm quay CCHD gọi là điều chỉnh đơn (đối với turbine cánh quạt và tâm trục). Từ những diễn giải trên ta rút ra nhiệm vụ của thiết bị điều tốc tổ maý thuỷ lựclà căn cứ vào sự thay đổi phụ tải bên ngoài tiến hành điều chỉnh lưu lượng của turbineđể cho công suất tổ máy phát ra cân bằng với yêu cầu phụ tải và giữ vòng quay tổ máykhông đổi. Sau đây chúng lần lượt nghiên cứu các loại thiết bị điều chỉnh turbine (điều tốc). 86VII. 2. CÁC LOẠI THIẾT BỊ ĐIỀU TỐC THỦ CÔNG Trong các trạm thủy điện nhỏ và mini do điều kiện kinh tế, điều kiện chế tạo hạnchế ở địa phương cũng như yêu cầu về điện không cao, người ta có thể dùng những thiếtbị điều tốc đơn giản. Việc điều chỉnh công suất do người công nhân vận hành trực tiếptác động vào CCHD, hay chỉ điều chỉnh van kim để thay đổi công suất cho phù hợp vớigiao động phụ tải gọi là điều tốc thủ công (hay điều tốc tay). Tất nhiên phản ứng củacon người làm nhiệm vụ điều chỉnh không thể kịp thời so với sự thay đổi của phụ tải, dovậy chất lượng điện thấp, ngày nay hầu như không dùng ngay cả đối với turbine nhỏ. 1. Điều tốc kiểu van một cánh Hình 7-1. Một số loại điều tốc thủ công. a) điều tốc một cánh; b) điều tốc loại cơ cấu hướng dòng bằng tay. Hình (7-1,a) là loại điều tốc đơn giản dùng cho turbine buồng xoắn kim loại.Bánh xe công tác được đặt trong buồng xoắn kim loại, buồng này nối với ống áp lực. Ởphía trước BXCT có đặt một cánh van, cánh van này có thể quay quanh một trục của nó,một đầu trục xuyên qua thành buồng ra ngoài để nối với cơ cấu điều khiển quay tay.Nhờ van mà ta có thể điều chỉnh lưu lượng cho hợp với yêu cầu phụ tải. 2. Điều tốc kiểu cơ cấu hướng nước điề ...