máy phát điện thủy điện-máy phát điện thủy điện-Công ty TNHH Điện Dongturbo (DTEC).

Hệ thống điện của một nhà máy thủy điện có thể được chia thành nhiều phần khác nhau, chẳng hạn như tua-bin thủy điện, thiết bị điện áp tua-bin, biến áp chính, thiết bị phân phối điện áp cao, hệ thống điện phụ trợ và hệ thống tiếp địa, như được chỉ ra bởi các hộp đường nét đặc trong hình dưới đây.

Máy phát thủy điện và dây dẫn điện chính giống như trái tim và động mạch chủ của hệ thống điện. Máy phát thủy điện chuyển đổi năng lượng cơ học quay do turbin thủy điện tạo ra thành năng lượng điện, đây là nguồn năng lượng điện được đưa ra từ nhà máy thủy điện. Hiệu suất của các máy phát thủy điện lớn có thể đạt khoảng 98%. Hiện nay, công suất tối đa của máy phát thủy điện đang vận hành ở Trung Quốc là 889MVA. Dây dẫn điện chính dùng để kết nối máy phát thủy điện, thiết bị điện áp máy phát, biến áp chính, thiết bị phân phối điện áp cao, hệ thống điện, v.v. theo cách thích hợp để thực hiện các chức năng truyền tải, tăng áp, thu thập, phân phối và gửi năng lượng điện.

Thiết bị điện áp của máy phát truyền tải năng lượng điện được tạo ra bởi máy phát thủy điện đến biến áp chính. Dòng điện trở lại có đặc điểm là điện áp cao và dòng điện lớn. Hệ thống điện phụ trợ và thiết bị kích từ của tổ máy thường được kết nối với nguồn cung cấp từ đây. Hiện nay, các mức điện áp của máy phát ở trạm thủy điện đã được đưa vào vận hành lên đến 24kV. Xét đến các yếu tố như việc tham gia đỉnh của trạm thủy điện và việc chuyển đổi thường xuyên của tổ máy, aptomat máy phát thường được lắp đặt tại đầu ra của máy phát tuabin. Bộ dẫn của vòng lặp điện áp của máy phát cho tổ máy công suất lớn thường là bus thanh pha kín.

Biến áp chính là điểm nối giữa thiết bị điện áp của tua-bin và thiết bị phân phối điện áp cao. Nó tăng điện áp của tua-bin lên điện áp truyền tải để giảm dòng điện truyền tải, từ đó hiệu quả giảm tổn thất truyền tải và chi phí vật liệu của mạng điện. Thông thường, càng có công suất lắp đặt lớn và khoảng cách truyền tải xa, thì điện áp truyền tải càng cao. Hiện nay, bậc điện áp truyền tải của các nhà máy thủy điện ở Trung Quốc đạt tới 750kV.

Thiết bị phân phối điện áp cao được sử dụng để thu thập năng lượng điện được gửi bởi máy biến áp chính và truyền nó đến hệ thống điện thông qua trường xuất khẩu. Nó chủ yếu bao gồm ba loại thiết bị phân phối điện áp cao mở, công tắc khí kim loại cách điện (GIS) và thiết bị phân phối điện lai. Vì hầu hết các nhà máy thủy điện đều nằm ở khu vực núi cao và thung lũng, việc bố trí thiết bị phân phối điện áp cao thường bị hạn chế. Do đó, GIS với độ tin cậy cao nhất và bố cục gọn nhẹ nhất nhưng có chi phí tương đối cao đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho thiết bị phân phối điện áp cao tại các nhà máy thủy điện ở Trung Quốc. 800kV. Các đường dây xuất khẩu điện áp cao của nhà máy thủy điện thường sử dụng cáp điện áp cao hoặc đường truyền dẫn khí kim loại cách điện (GIL).

Hệ thống điện nhà máy thu năng lượng từ các đơn vị, mạng điện, v.v., và cung cấp điện đến các tải (điểm) như vận hành đơn vị nhà máy nhiệt điện, chiếu sáng, thiết bị công cộng, và thiết bị điện trong khu vực đập theo nhu cầu của cơ sở điện. Hệ thống tiếp đất được sử dụng để đảm bảo hoạt động bình thường của hệ thống điện của trạm thủy điện và sự an toàn của con người và thiết bị. Hiện nay, hệ thống tiếp đất của trạm thủy điện tận dụng tối đa nước trong hồ chứa, kết cấu thép dưới nước và vật tiếp đất tự nhiên để giảm điện trở tiếp đất. Hệ thống điện phụ trợ và hệ thống tiếp đất là những đảm bảo quan trọng cho việc vận hành an toàn, đáng tin cậy và kinh tế của các trạm thủy điện. Thiết bị và dây dẫn của chúng được phân bố rộng rãi ở các phần khác nhau của trạm thủy điện.

Van điều tiết áp lực là thiết bị an toàn của nhà máy thủy điện có đường hầm dẫn nước áp lực dài. Thông thường, khi đường ống dẫn nước ΣLV/H lớn hơn 15 đến 30, cần lắp đặt bồn hấp thụ xung kích. Do khối lượng công trình xây dựng lớn và thời gian xây dựng dài, việc sử dụng van điều tiết áp lực thay vì giếng điều tiết áp lực có thể tiết kiệm đầu tư và rút ngắn thời gian xây dựng.

Thân chính của van điều áp được bố trí ngang, nghĩa là các đường tâm của ống nước vào và xi lanh dầu song song với mặt đất, chủ yếu bao gồm vỏ van, chốt van, xi lanh dầu chính, xi lanh dẫn dầu và van bổ sung khí.

Thân van được hàn hoặc đúc từ thép. Nó gồm hai ống bán xoáy đối xứng trái phải. Có ba lỗ mở, một đầu là cửa vào nước, đầu kia là cửa ra nước, và đầu còn lại được dự trữ để kết nối với xi-lanh chính. Bên trong ống bán xoáy của thân van có các cánh hướng dẫn cố định, khiến sau khi nước đi vào, nó tạo thành dòng chảy tròn và va chạm lẫn nhau trong thân van để tiêu tán năng lượng, sau đó thải ra nước cuối, có hiệu suất tiêu tán năng lượng tốt. Để giảm rung động, có thiết bị bổ sung khí để không khí có thể đều đặn đi vào khu vực áp suất âm tại đầu vào của kênh xả của van điều tiết.

Cục van được làm từ thép đúc với bề mặt mạ crôm để chống rỉ. Cục van có các lỗ cân bằng áp suất. Mục đích là để cân bằng áp lực nước ở cả hai bên của cục van nhằm giảm áp suất dầu vận hành.

Xy-lanh dầu chính và xy-lanh dầu dẫn hướng được sử dụng để vận hành việc chuyển đổi của cục van. Xy-lanh được làm từ thép đúc và có một piston. Nguồn dầu từ bộ điều tốc của tổ máy được nối vào buồng trước và sau của piston xy-lanh dầu chính. Khi tổ máy hoạt động bình thường, dầu áp suất đi qua buồng đóng, khiến van điều áp ở trạng thái đóng; khi tổ máy dừng khẩn cấp hoặc tải tức thời vượt quá khoảng 15%, dầu áp suất sẽ tự động đi qua buồng mở, khiến van điều áp mở ra để xả lượng nước theo kích thước đã đặt sẵn, đảm bảo an toàn cho tổ máy và hệ thống hầm áp.

Van khí bổ sung được lắp đặt trên thân van, có thể làm cho không khí trực tiếp đi vào khu vực áp suất âm ở đầu vào của kênh thoát nước của van điều áp khi van điều áp đang xả nước, nhằm giảm hiện tượng khoang rỗng trong đường dẫn lưu và giảm rung động của van điều áp.

Một gioăng cứng được sử dụng giữa ty van và thân van, tức là một vành chặn nước bằng thép không gỉ được cố định trên ty van, và một gioăng chặn nước bằng thép không gỉ hoặc đồng thau tháo rời được sử dụng trên thân van (vật liệu thép không gỉ có độ cứng khác với thép không gỉ trên ty van là tốt hơn), thông qua việc mài mịn giữa hai bề mặt để đạt được sự tiếp xúc chặt chẽ, với đặc tính chống rò rỉ nước tốt. Tất cả các bộ phận sẽ di chuyển tương đối giữa thân xi lanh và piston, giữa trục piston và thân van đều được niêm phong bằng một vành cao su đặc biệt.

Để thực hiện việc điều khiển van điều áp, cần phải lắp đặt một van điều khiển áp suất chính đặc biệt, van tiết lưu và van kiểm tra áp suất dầu trong hệ thống thủy lực. Trong đó, van điều áp chính đặc biệt được lắp đặt trong bộ điều tốc của tổ máy, đây là hình thức điều khiển đáng tin cậy nhất với van điều áp có bộ điều tốc. Cấu trúc của van điều áp chính đặc biệt là thêm một đĩa van phụ để điều khiển van điều áp.

Đặc điểm của van điều áp chủ yếu là đặc tính dòng chảy (xem loạt tài liệu thiết kế để biết chi tiết).

Chức năng của van điều áp là mở nhanh van điều áp đồng thời khi cánh hướng của tổ máy được đóng nhanh khi tổ máy xả tải, và thải lưu lượng cần giảm khi tổ máy được đóng từ van điều áp. Nghĩa là, sau khi lắp đặt van điều áp, sự thay đổi lưu lượng trong hệ thống dẫn nước có thể diễn ra chậm hơn, do đó làm giảm giá trị tăng áp suất nước. Mặt khác, vì tổ máy vẫn được đóng nhanh, điều này đảm bảo rằng giá trị tăng tốc độ không quá cao, nên van điều áp là một trong những biện pháp hiệu quả để giảm giá trị tăng áp suất của hệ thống dẫn nước và giá trị tăng tốc độ của tổ máy. Vai trò của bồn hấp thụ sóng.

“Các chuyên gia phục hồi và dịch vụ của chúng tôi giúp tài sản thủy điện đáng tin cậy của bạn tỏa sáng với vẻ rạng ngời mới.”

Mỗi nhà máy thủy điện hiện có đều có lịch sử vận hành riêng và chiến lược vận hành trong tương lai đã được xác định. Ngày nay, cần có các giải pháp dịch vụ và khái niệm phục hồi để cải thiện hiệu suất tổng thể, giảm chi phí vận hành, kéo dài tuổi thọ và khiến các nhà máy thủy điện trở nên phù hợp cho tương lai.

TĂNG SẢN LƯỢNG ĐIỆN HÀNG NĂM

Hiệu suất của tua-bin và máy phát điện đã tăng đáng kể trong vài thập kỷ qua. Kết quả là, việc đại tu để nâng cấp hiệu suất của nhà máy là khả thi và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Tùy thuộc vào điều kiện, việc nâng cấp một cánh tua-bin có tuổi đời 40 năm có thể tăng thêm tới 5% hiệu suất và thậm chí tăng nhiều hơn về sản lượng năng lượng hàng năm. Hiệu suất tổng thể của nhà máy thủy điện có thể được tối ưu hóa bằng cách sử dụng các bộ điều khiển số, ví dụ như vậy.

KÉO DÀI TUỔI THỌ

Khi thiết bị thủy điện già đi, mài mòn ảnh hưởng đến hiệu suất của nhà máy. Sự lão hóa được tăng tốc bởi một số chế độ vận hành của nhà máy như chu kỳ khởi động-tắt máy, mài mòn do lượng lớn chất rắn lơ lửng như bùn, và ăn mòn. Tất cả đều có tác động đến tuổi thọ sử dụng. Các bộ phận liên quan đến sản phẩm thị trường tiêu dùng và/hoặc hệ thống tự động hóa và điều khiển thường cần được thay thế trước. Các thành phần điện áp cao như cáp, trạm biến áp, và máy biến áp có tuổi thọ dài hơn. Trong khi đó, quá trình lão hóa cơ học là một quy trình rất chậm nhưng vẫn ảnh hưởng đến các bộ phận cố định của tua-bin và máy phát điện, cũng như các yếu tố cấu trúc như đường ống dẫn nước.

YÊU CẦU THỊ TRƯỜNG HIỆN ĐẠI

Hiện nay, nhiều nhà máy thủy điện đang đối mặt với thách thức từ việc khởi động-tắt máy thường xuyên hơn, vận hành ở mức tải rất thấp và làm dự phòng quay, hoặc là khả năng phản hồi nhanh, ví dụ để ổn định mạng truyền tải. Thông thường, thiết bị đã lắp đặt này lão hóa nhanh hơn nhiều so với dự kiến ban đầu vì nó không được thiết kế cho các yêu cầu của lưới điện hiện đại.