bé n«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n
viÖn khoa häc thñy lîi
b¸o c¸o tæng kÕt chuyªn ®Ò
nghiªn cøu, thiÕt kÕ, chÕ t¹o ®iÒu tèc
cho c¸c tr¹m thñy ®iÖn
thuéc ®Ò tµi kc 07.04:
“nghiªn cøu, lùa chän c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ ®Ó khai th¸c vµ
sö dông c¸c lo¹i n¨ng l−îng t¸i t¹o trong chÕ biÕn n«ng,
l©m, thñy s¶n, sinh ho¹t n«ng th«n vµ b¶o vÖ m«i tr−êng”
Chñ nhiÖm chuyªn ®Ò: ThS nguyÔn vò viÖt
5817-6
16/5/2006
hµ néi – 5/2006
MỤC LỤC
Trang
§Æt vÊn ®Ò 1
PhÇn I Lý thuyÕt c¬ b¶n cña thiÕt bÞ ®iÒu tèc 3
I.1. Sù ®iÒu chØnh tua bin vµ sù ®iÌu chØnh tua bin vµ ph©n
lo¹i m¸y ®iÒu.
3
I.1.1. S¬ l−îc vÒ lý thuyÕt vÒ ®iÒu chØnh tua bin thuû lùc 3
I.1.2. Giíi thiÖu c¸c lo¹i m¸y ®iÒu tèc trong tr¹m thuû ®iÖn 5
I.2. NHU CÇU C¸C LO¹I M¸Y ®IÒU TÈC TRONG TR¹M THUÛ
®IÖN
9
I.3. XU H−ÍNG CHÕ T¹O C¸C LO¹I M¸Y DIÒU TÈC TRªN THÕ
GIÍI
9
I.4 ChÕ t¹o m¸y ®iÒu tèc ë ViÖt Nam 11
PhÇn II. Nghiªn cøu, chÕ t¹o ®iÒu tèc ®iÒu chØnh
l−u l−îng vµ ®iÒu tèc ®iÒu chØnh phô t¶i
13
II.1 Nghiªn cøu xö dông c¸c bé vi xö lý (P), © th«ng dông
vµo viÖc chÕ t¹o m¸y ®iÒu tèc
13
II.1.1 Lùa chän sö dông vi xö lý 13
II.1.2. øng dông vi xö lý 8051 13
II.1.3 Nghiªn cøu øng dông vi xö lý t¹i trung t©m nghiªn cøu
thuû ®iÖn nhá – ViÖn Khoa häc Thuû lîi
15
II.1.4. Th«ng tin tõ n−íc ngoµi 17
II.2. Nghiªn cøu më réng bé ®iÒu khiÓn ®iÒu tèc l−u l−îng
thµnh bé ®iÒu khiÓn ®a t¸c dông
19
II.3. X¸c ®Þnh ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tua bin 20
II.3.1. S¬ ®å ®iÒu khiÓn 20
II.3.2. S¬ ®å khèi chøc n¨ng 23
II.4 ThiÕt kÕ phÇn cøng 23
II.4.1 CPU 23
II.4.2 Khèi hiÓn thÞ 24
II.4.3 Khèi ®o l−êng tÇn sè 25
II.4.4 Khèi b¸o hiÖu mùc n−íc 26
II.4.5 TÝn hiÖu ®ãng m¸y sù cè bªn ngoµi 26
II.4.6 C¸c c«ng t¸c thiÕt lËp gi¸ trÞ vËn hµnh 27
II.4.7 Khèi ®iÒu khiÓn 27
II.4.8 Khèi cÊp nguån 28
II.5. X©y dùng phÇn mÒm ®iÒu khiÓn 28
II.5.1 Lùa chän ng«n ng÷ 28
II.5.2 S¬ ®å khèi tÝnh to¸n chÝnh 29
II.6 ChÕ t¹o hoµn chØnh bé ®iÒu tèc 37
II.7 X©y dùng qui tr×nh vËn hµnh, söa ch÷a, b¶o d−ìng 38
II.8 §Ò xuÊt n©ng cao chÊt l−îng thiÕt bÞ 38
II.9 B¶n vÏ nguyªn lý 39
PhÇn III Nghiªn cøu bé ®iÒu tèc ®iÒu khiÓn phô t¶i 40
III.1 Tæng quan 40
III.1.1 Th«ng tin tõ n−íc ngoµi 40
III.1.2 Lùa chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ 42
III.2 ThiÕt kÕ phÇn cøng 50
III.2.1 CPU 50
III.2.2 Khèi ®o l−êng tÇn sè 51
III.2.3 C«ng t¸c thiÕt lËp gi¸ trÞ vËn hµnh 51
III.2.4 Khèi ®iÒu khiÓn t¶i 53
III.2.5 §iÌu khiÓn kiÓu R¬le 53
III.2.6 Khèi cÊp nguån 53
III.3 X©y dùng phÇn mÒm ®iÒu khiÓn 54
III.3.1 Lùa chän ng«n ng÷ 54
III.3.2 S¬ ®å khèi tÝnh to¸n chÝnh 54
III.4 ChÕ t¹o hoµn chØnh bé ®iÒu khiÓn 59
III.5 §Ò xuÊt n©ng cao chÊt l−îng thiÕt bÞ 60
III.6 B¶n vÏ nguyªn lý 61
Phô lôc I PhÇn mÒm ®iÒu khiÓn l−u tèc ®iÒu chØnh
l−u l−îng
63a
Phô lôc II PhÇm mÒm ®iÒu khiÓn ®iÒu tèc ®iÒu
chØnh phu t¶i
102
NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o ®iÒu tèc cho c¸c tr¹m thuû ®iÖn nhá ®Ò tµi Kc07-04
ViÖn khoa häc thuû lîi 1
§Æt vÊn ®Ò
Cung cấp năng lượng điện là một trong những chỉ tiêu đánh giá mức độ phát triển
của một vùng, cũng như của một đất nước. Trong chính sách phát triển kinh tế - xã hội
miền núi của Đảng và nhà nước, việc cung cấp điện được coi như là một trong các
biện pháp hàng đầu. Có rất nhiều giải pháp cấp điện, bao gồm phát triển lưới điện
được nối với toàn quốc, phát triển lưới điện cục bộ tại địa phương, xây dựng các trạm
phát điện, đặc biệt là các trạm thuỷ điện vừa và nhỏ... Nước ta ở trong vùng nhiệt đới
gió mùa, với mạng lưới sông suối dày đặc, có trữ lượng thủy năng rất lớn. Việc sử
dụng nguồn năng lượng này phục vụ cho các nhu cầu tăng lên không ngừng của nền
kinh tế, có tác dụng về nhiều mặt, mang lại hiệu ích kinh tế cao, phù hợp với chính
sách về năng lượng của nhà nước.
Đồng thời với việc sản xuất và phân phối điện năng, phải chú trọng nâng cao về
chất lượng của dòng điện. Chúng ta biết rằng: Chất lượng dòng điện được đánh giá
chủ yếu qua các đại lượng điện áp và tần số. Vì vậy, người ta phải hết sức chú ý tới
việc đảm bảo ổn định điện áp và tần số của mạng lưới cung cấp điện. Mạng lưới điện
bao gồm nhiều tổ máy phát điện các loại vận hành song song để cung cấp điện năng
cho nhu cầu của phụ tải, nên cần có sự phân phối phụ tải hợp lý cho các tổ máy tham
gia hệ thống và chất lượng dòng điện của mạng lưới phụ thuộc chất lượng dòng điện
của từng tổ máy riêng biệt; Đồng thời việc bảo đảm sự hoạt động an toàn của tổ máy
sẽ góp phần làm ổn định lưới điện.
Trong một trạm phát điện nói chung, cũng như trong trạm thuỷ điện nói riêng, toàn
bộ các nhiệm vụ kể trên được thực hiện bởi máy điều tốc. Như vậy, vai trò của máy
điều tốc trong trạm phát điện là hết sức quan trọng, với ba chức năng sau:
- Ổn định tần số dòng điện phát ra với mọi chế độ phụ tải.
- Đảm bảo chế độ hoạt động song song giữa các tổ máy phát điện trong hệ thống.
- Đảm bảo dừng máy khẩn cấp khi xuất hiện các sự cố.
Cho đến nay, hầu hết các thiết bị trong một trạm phát điện đều phải nhập từ nước
ngoài. Ngoài việc phải sử dụng ngoại tệ, việc nhập khẩu các thiết bị từ nước ngoài làm
NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o ®iÒu tèc cho c¸c tr¹m thuû ®iÖn nhá ®Ò tµi Kc07-04
ViÖn khoa häc thuû lîi 2
cho việc bảo hành, bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị gặp nhiều khó khăn. Việc chủ động
thiết kế và chế tạo các thiết bị trong trạm thủy điện nói chung và máy điều tốc nói
riêng phù hợp với công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa của nền kinh tế nước nhà.
Đề tài đã được hình thành từ các yêu cầu của thực tế sản xuất.
Bản báo cáo này, trình bày các kết quả nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy điều
tốc điều chỉnh lưu lượng, điều chỉnh phụ tải xử dụng vi xử lý. Đây là một trong
những loại thiết bị điều tốc đã được nghiên cứu nhiều năm ở Trung tâm Nghiên cứu
thủy điện nhỏ (Gọi tắt là Trung tâm thủy điện), Viện Khoa học thủy lợi, Bộ Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn.