Giáo trình Vận hành tổ máy phát-turbine thủy điện (Nghề: Vận hành điện trong nhà máy thủy điện) - Trường Cao đẳng Cộng đồng Kon Tum

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:44

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Vận hành tổ máy phát-turbine thủy điện (Nghề: Vận hành điện trong nhà máy thủy điện) được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên trình bày được tổng quan về đặc điểm, cấu tạo các thiết bị, kết cấu của máy phát - turbine thủy điện. Nguyên lý làm việc của tổ máy phát - turbine thủy điện; trình bày được quy trình vận hành các thiết bị điện, thiết bị cơ khí thủy lực và hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy thủy điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Vận hành tổ máy phát-turbine thủy điện (Nghề: Vận hành điện trong nhà máy thủy điện) - Trường Cao đẳng Cộng đồng Kon Tum

715/QĐ-CĐCĐ 20/08/2020 15:19:35 i LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Vận hành tổ máy phát - turbine thủy điện được biên soạn dựa trên cơ sở mục tiêu đào tạo và kế hoạch giảng dạy đã qui định của Trường Cao đẳng Cộng đồng Kon Tum, dùng để đào tạo cho trình độ sơ cấp. Để sau khi ra trường dễ dàng thích ứng với thực tế sản xuất. Chính vì thế, nhằm mục đích thống nhất, thuận tiện cho việc giảng dạy của Giáo viên và việc theo dõi bài giảng của học sinh nghề Vận hành điện trong nhà máy thủy điện. Chúng tôi biên soạn cuốn giáo trình Vận hành tổ máy phát - turbine thủy điện này. Giáo trình Vận hành tổ máy phát - turbine thủy điện gồm 02 bài trong chương trình đào tạo theo lôgíc kiến thức kỹ năng từ cơ bản, đơn giản, đến phức tạp, tổng hợp và gần sát với thực tế. Mặc dù đã hết sức cố gắng song giáo trình Vận hành tổ máy phát - turbine thủy điện cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót ngoài ý muốn, chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp chân tình của các thầy cô để cuốn giáo trình được hoàn thiện. Kon Tum, ngày........tháng…... năm 2020 Biên soạn Nguyễn Minh Hoàng.
ii MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU .................................................................................................... i MỤC LỤC ................................................................................................................ ii GIÁO TRÌNH MÔN ĐUN...................................................................................... 1 BÀI 1: MÁY PHÁT ĐIỆN ...................................................................................... 3 1.1 ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI ...................................................................... 3 1.1.1. Đặc điểm ................................................................................................... 3 1.1.2 Phân loại..................................................................................................... 4 1.2. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VÀ HỆ THỐNG KÍCH TỪ ......................... 8 1.2.1. Các thông số ............................................................................................. 8 1.2.2.Hệ thống kích từ ....................................................................................... 10 1.3. LÀM MÁT CHO MÁY PHÁT ĐIỆN ....................................................... 13 1.3.1. Khái quát chung ...................................................................................... 13 1.3.2.Làm mát gián tiếp bề mặt ........................................................................ 13 1.3.3 Làm mát trực tiếp ..................................................................................... 16 1.4. KHỞI ĐỘNG, HÒA ĐỒNG BỘ VÀ NGỪNG MÁY PHÁT ĐIỆN ....... 17 1.4.1 Kiểm tra chuẩn bị trước khi khởi động máy ............................................ 17 1.4.2 Khởi động máy phát ................................................................................. 18 1.4.3 Hoà máy phát vào lưới ............................................................................. 19 1.4.4. Theo dõi vận hành ................................................................................... 21 1.4.5 Ngừng máy phát điện ............................................................................... 22 BÀI 2: TURBINE THỦY LỰC ............................................................................ 24 2.1. TURBINE NƯỚC TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN. .............................. 24 2.1.1. Sự ra đời của tuabin thủy lực. ................................................................. 24 2.1.2. Phân loại và phạm vi sử dụng của tuabin: .............................................. 25 2.1.3. Turbine phản lực: .................................................................................... 26 2.1.4. Tuabin xung lực (xung kích): ................................................................. 28 2.1.5. Các bộ phận chính của tuabin nước: ....................................................... 29 2.2 CÁC BỘ PHẬN CẤU THÀNH TUABIN ................................................. 32 2.2.1. Nắp tuabin ............................................................................................... 32 2.2.2. Vành đế có vành dưới ............................................................................. 33 2.2.3. Các vành chắn zích zắc tĩnh (đệm chèn bánh xe công tác) .................... 33
iii 2.2.4. Các vùng đệm chèn kín cánh hướng nước .............................................. 34 2.2.5. Ống xả ..................................................................................................... 34 2.2.6. Hệ thống tháo cạn tuabin và đường ống ................................................. 34 2.2.7. Buồng xoắn, stato buồng xoắn và ống nối .............................................. 35 2.2.8. Cánh hướng nước .................................................................................... 35 2.2.9. Trục và các bộ phận ghép nối trục .......................................................... 36 2.2.10. Ổ hướng tuabin ..................................................................................... 36 2.2.11. Đệm chèn trục tuabin ............................................................................ 37 2.2.12. Nạp khí .................................................................................................. 38 2.3 ĐIỀU KIỆN VẬN HÀNH TUABIN .......................................................... 38 2.4 KHỞI ĐỘNG LẦN ĐẦU HOẶC SAU SỬA CHỮA LỚN ..................... 39 2.5 VẬN HÀNH BẰNG TAY VÀ TỰ ĐỘNG ................................................ 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 41
1 GIÁO TRÌNH MÔN ĐUN Tên mô đun: Vận hành tổ máy phát - turbine thủy điện. Mã mô đun: MĐ03 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun vận hành tổ máy phát - turbine thủy điện được dùng để đào tạo cho nghề vận hành điện trong nhà máy thủy điện. - Tính chất: Mô đun vận hành tổ máy phát - turbine thủy điện là mô đun thực hành chuyên môn nghề cung cấp cho học sinh các kiến thức, kỹ năng về các khái niệm, phân loại, đặc điểm, cấu tạo, các thiết bị, kết cấu của máy phát - turbine thủy điện. Nguyên lý làm việc của tổ máy phát - turbine thủy điện. - Ý nghĩa và vai trò của Mô đun: - Mô đun vận hành tổ máy phát - turbine thủy điện là mô đun chuyên ngành trang bị cho học sinh những kỹ năng vận hành tổ máy phát - turbine thủy điện trong nhà máy thủy điện. Đây là mô đun quan trọng hình thành kỹ năng thái độ nghề nghiệp cho học sinh sau khi tốt nghiệp. Mục tiêu của mô đun: - Kiến thức: + Trình bày được tổng quan về đặc điểm, cấu tạo các thiết bị, kết cấu của máy phát - turbine thủy điện. Nguyên lý làm việc của tổ máy phát - turbine thủy điện. + Trình bày được quy trình vận hành các thiết bị điện, thiết bị cơ khí thủy lực và hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy thủy điện + Trình bày được sơ đồ nguyên lý chung của nhà máy thủy điện, chức năng và đặc tính kỹ thuật cơ bản của từng hệ thống. + Phân tích và xác định được nguyên nhân xảy ra sự cố trong quá trình vận hành điện, các biên pháp xử lý cần thiết. + Vận hành được tổ máy phát - turbine thủy điện đúng quy trình kỹ thuật an toàn. - Kỹ năng: + Tuân thủ quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về an toàn điên, cơ ... và các quy trình kỹ thuật an toàn có liên quan. + Thực hiện chính xác các thao tác đối với các thiết bị điện, thiết bị cơ khí thủy lực và hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy thủy điện, đảm bảo đúng quy trình vận hành. + Kiểm tra,giám sát tình trạng làm việc của thiết bị điện, thiết bị cơ khí thủy lực, hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy thủy điện
2 Rèn luyện cho học viên tác phong công nghiệp, có tính tự giác, cẩn thận, tự tin và linh hoạt, chủ động trong học tập, an toàn trong quá trình học tập. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Có phẩm chất đạo đức, tôn trọng pháp luật và các quy định tại nơi làm việc + Trung thưc, thái độ hợp tác với đồng nghiệp, sẵn sàng đảm nhận các nhiệm vụ được giao phù hợp với năng lực của bản thân. Nội dung mô đun
3 BÀI 1: MÁY PHÁT ĐIỆN 1.1 ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI 1.1.1. Đặc điểm Thiết bị điện chiếm vị trí quan trọng nhất trong các nhà máy điện (NMĐ) là máy phát điện (MPĐ). Các máy phát điện có nhiệm vụ biến đổi các dạng cơ năng thành điện năng. Đó là khâu chính của quá trình sản xuất điện năng. Hiện nay các MPĐ dùng trong NMĐ chủ yếu vẫn là các MPĐ đồng bộ ba pha. Chúng có công suất từ vài kW đến hàng nghìn MW, điện áp định mức từ 380V đến 25kV. Khi làm việc trong NMĐ, các MPĐ không thể tách rời các thiết bị phụ như: hệ thống kích từ, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát... Một MPĐ chỉ có thể phát ra điện năng (đặc trưng bởi S, f, U, I) khi có đủ các điều kiện sau: - Phải có dòng điện kích thích đưa vào cuộn dây rôto của MPĐ để tạo ra từ thông chính 0 . Dòng kích thích này do máy phát kích thích một chiều cung cấp. - Phải có công suất cơ để tạo ra mô men cơ M1 làm quay rôto của MPĐ. Công suất cơ do các động cơ sơ cấp cung cấp (tua bin hơi, tua bin nước,...) Các yếu tố làm việc của một MPĐ được mô tả như hình 1.1. Động cơ sơ cấp (tua bin hơi, tua M1 bin nước) Eư , Iư , f , SF , PF , MPĐ QF , cosF Máy phát kích thích một chiều  Hình 1.1 : Sơ đồ nguyên lý các yếu tố làm việc của MPĐ Công suất cơ M1 chủ yếu điều chỉnh được tần số f và công suất tác dụng PF . Dòng điện kích thích để tạo ra từ trường chính 0 , chủ yếu điều chỉnh điện áp U (sức điện động E) và công suất phản kháng QF . Tuy nhiên sự điều chỉnh công suất cơ M1 cũng làm thay đổi được điện áp U, sự điều chỉnh dòng kích thích cũng làm thay đổi được tần số f, nhưng sự phụ thuộc đó ít hơn. Rõ ràng là muốn điều chỉnh được tần số f và công suất tác dụng P F thì phải điều chỉnh công suất cơ M1 tức là điều chỉnh lượng hơi vào tua bin hơi (đối với MPĐ tua bin hơi) hay điều chỉnh lượng nước vào tua bin nước (đối với MPĐ tua bin nước). Muốn điều chỉnh điện áp đầu cực máy phát U và công suất phản kháng QF thì phải điều chỉnh dòng điện kích thích Ikt .
4 Như vậy, nếu chất lượng điện năng được đặc trưng bởi U và f thì M1 và 0 quyết định nhiều đến chất lượng điện năng. Nguyên lý làm việc chung của máy phát điện đồng bộ dựa trên sự chuyển động tương đối của phần cảm (còn gọi là phần kích từ) và phần ứng (phát ra điện xoay chiều). Khi rôto chuyển động quay đều với vận tốc , dòng điện một chiều chạy trong cuộn dây kích từ của rôto sẽ sinh ra từ trường quay có từ thông  khép mạch qua cuộn dây của phần ứng stato và sinh ra sức điện động cảm ứng Eo biến đổi theo chu kỳ hình sin có tần số f = 50Hz hoặc f = 60Hz. Chuyển động tương đối của phần cảm và phần ứng cho phép phần cảm quay phần ứng đứng yên hoặc phần ứng quay phần cảm đứng yên. Mạch kích từ và cuộn dây kích từ dùng điện áp một chiều thấp, có cấu tạo cực từ đơn giản hơn cực từ của phần ứng.Các cuộn dây phần ứng thường có nhiều vòng chịu điện áp cao, có cấu tạo mạch từ và cách đấu nối dây dẫn phức tạp. Do những đặc điểm trên nên máy phát điện đồng bộ thường chế tạo với phần cảm quay gọi là rôto, phần ứng đứng yên gọi là stato. Máy phát điện đồng bộ hoạt động được là nhờ có hệ thống tuabin, tua bin của máy phát có vai trò truyền lực và truyền mô men quay M1 vào làm quay trục máy phát, năng lượng được dùng để quay cánh tua bin là sức nước, khí ga, hơi nước, tùy theo việc xử dụng nguồn năng lượng nào mà có tua bin có tên gọi khác nhau: - Tua bin dùng năng lượng nước được gọi là tua bin nước. Với các nhà máy thủy điện công suất lớn có tốc độ quay của tua bin thấp khoảng 100 ÷ 150 vòng/ phút, các máy phát điện tua bin nước có tốc độ thấp thường dùng kiểu cực lồi. Với các nhà máy thủy điện được thiết kế có mức chênh áp nước lớn thường có tốc độ quay tua bin cao khoảng 1000 ÷ 1500 vòng/ phút. - Các máy phát điện tua bin khí và tua bin hơi dùng các nguồn năng lượng như khí ga (nhà máy tua bin khí) hoặc hơi (nhà máy nhiệt điện). Máy phát điện tua bin khí hoặc tua bin hơi thường có 2 hoặc 4 cực được thiết kế chế tạo để làm việc ở tốc độ cao khoảng 1500 ÷ 3600 v/ phút. - Các máy phát điện được kéo trực tiếp bằng động cơ Diesel hoặc bằng động cơ xăng “không dùng tua bin” thường có tốc độ khoảng 100 ÷ 1000 v/ phút. Hiện nay máy phát điện Diesel không dùng trong lưới điện mà chỉ là nguồn phát điện độc lập, vì công suất và hiệu suất thấp, giá thành sản xuất điện năng cao,chi phí nhiên liệu và chi phí cho sửa chữa cao. 1.1.2 Phân loại 1. Máy phát tuabin hơi Máy phát điện tua bin hơi (máy phát nhiệt điện) được tính toán chế tạo với tốc độ quay lớn (với tần số 50 Hz, quay 3000 vg/ph), vì vậy rôto được làm theo kiểu cực ẩn bằng cả một khối thép hợp kim rèn có chất lượng cao và tính chất về cơ khí cao. Dạng hình trụ dài, trục quay được bố trí nằm ngang. Máy phát điện tua
5 bin hơi làm việc có tốc độ lớn thì các tua bin hơi sẽ có hiệu suất cao, kích thước giảm đi đáng kể. Một đầu trục rôto của MPĐ được nối trực tiếp với trục của tua bin hơi (thường nối cứng), đầu còn lại nối với rôto của máy kích thích (nếu có). Mối quan hệ giữa tần số và tốc độ quay được thể hiện bởi biểu thức 60 f p (1.1) n trong đó : p - số lượng cặp cực ; n - tốc độ quay, vòng/phút; f - tần số. Như vậy ứng với tần số 50Hz, nếu máy phát tuabin hơi có một cặp cực thì tốc độ quay sẽ là 3000 vg/ph. Vì rotor của các máy phát tuabin hơi quay nhanh nên đường kính rất nhỏ, kết cấu cực ẩn để đảm bảo độ bền cơ học cao. Mạch từ của stator và rotor máy phát điện nói chung được các làm bằng thép có độ từ dẫn lớn và độ bền cơ học cao để có thể hạn chế được tổn hao do dòng điện xoáy. Sơ đồ kết cấu của máy phát được thể hiện trên hình 3.2. Đặc điểm kết cấu của máy phát có thể tóm tắt như sau: a. Vỏ stator được chế tạo liền khối không thấm khí, có độ bền cơ học đủ để stator có thể không bị hỏng bởi sự biến dạng khi có sự cố nổ, vỏ được đặt trực tiếp lên bệ máy và bắt chặt bằng bulông. b. Lõi stator có cấu tạo từ các lá thép kỹ thuật, trên bề mặt các lá thép này được quét lớp sơn cách điện và dọc theo trục có các rãnh thông gió. Cuộn dây của stator có cấu tạo kiểu 3 pha 2 lớp, cách điện giữa các cuộn dây thường dùng là cách điện loại B sơ đồ nối hình sao kép gồm 9 đầu ra. c. Rotor được rèn liền khối bằng thép đặc biệt để đảm bảo rotor có độ bền cơ học trong mọi chế độ làm việc của máy phát. Cuộn dây của rotor có cách điện loại B, lõi được khoan xuyên tâm để đặt các dây nối các cuộn rotor đến chổi than, các vòng dây rotor quấn trên các gờ rãnh, các rãnh này tạo nên các khe thông gió. Một đầu trục rotor được nối trực tiếp với trục tuabin hơi, đầu còn lại nối với máy kích từ. Các ổ đỡ thuộc loại ổ trượt được bôi trơn bằng dầu áp lực cao. d. Bộ chèn trục dùng để giữ khí H2 không thoát ra ngoài theo dọc trục có kết cấu đảm bảo nén chặt bạc vào gờ trục nhờ áp lực dầu chèn, dầu nén và đảm bảo tự động dịch chuyển dọc khi có sự di trục. e. Bộ làm mát được bố trí bao bọc phần trên và dọc theo thân máy phát. f. Thông gió cho máy phát điện được thực hiện theo chu trình tuần hoàn kín cùng với việc làm mát khí H2 bằng các bộ làm mát đặt trong vỏ stator, căn cứ vào yêu cầu làm mát khí H2, nhà chế tạo đặt 2 quạt ở 2 đầu trục của rotor máy phát.
6 Kiểu trục ngang là kiểu mà trục rô to máy phát nằm song song với mặt đất, kiểu trục ngang thường dùng cho các máy phát điện có công suất thấp Ưu điểm: - Trang bị hệ thống bôi trơn đơn giản hơn so với kiểu trục đứng. - Thuận lợi trong việc sửa chữa và bảo dưỡng định kỳ. - Giá thành xây lắp, chế tạo rẻ. Nhược điểm: - Gian máy yêu cầu phải có diện tích mặt bằng lớn, chiều cao gian máy thấp - Máy phát điện được đặt cùng cao độ tua bin nên gặp khó khăn trong việc giải quyết độ cao của gian đặt máy ở trên mức nước lũ. - Hiệu suất khai thác cột nước kém hiệu quả so với kiểu trục đứng. - Bất lợi trong việc giải quyết độ võng của trục rô to, chiều dài của trục máy phát bị hạn chế bởi độ võng. Hình 1.2 Mô tả máy phát điện trục ngang 2. Máy phát điện tuabin nước Máy phát điện tua bin nước (máy phát thuỷ điện) được chế tạo với tốc độ quay thấp và nằm trong phạm vi 100750 vg/ph. Vì vậy, rôto của máy phát thuỷ điện là loại có nhiều cực lồi. Rôto MPĐ thuỷ điện có đường kính lớn hơn nhiều so với chiều dài của nó, vì vậy rôto của MPĐ thuỷ điện thường được bố trí cho trục quay thẳng đứng. Như thế sẽ tiết kiệm được chiều cao của gian máy. Trục quay nằm ngang chỉ áp dụng đối với máy có công suất nhỏ, tốc độ quay nhanh. Máy phát điện tuabin nước (ở các nhà máy thuỷ điện) được chế tạo với tốc độ quay chậm hơn nhiều so với máy phát tuabin hơi. Hơn nữa, tốc độ quay của máy phát ở các nhà máy thuỷ điện khác nhau thường cũng không giống nhau. Đó là vì để đảm bảo hiệu suất cao, tuabin nước cần có công suất định mức và tốc độ quay phù hợp với tham số của nguồn nước (chiều cao hiệu dụng cột nước, lưu
7 lượng dòng nước...). Khi cột nước nhỏ (nhưng lưu lượng nước lớn) tuabin nước có thể có tốc độ quay thấp đến 100 vg/ph. Do tốc độ quay thấp, số cặp cực của máy phát tuabin nước rất lớn, do đó đường kính của rotor phải lớn hơn nhiều so với đường kính của rotor máy phát tuabin hơi. Thường thì đường kính của rotor máy phát tuabin nước lớn hơn nhiều so với chiều dài của nó, kết cấu có dạng bánh xe rỗng. Do đường kính lớn, chiều dài ngắn, rotor của máy phát thuỷ điện thường được bố trí cho trục quay thẳng đứng, điều đó cho phép tiết kiệm được chiều cao của máy. Đối với máy có công suất nhỏ, tốc độ quay nhanh, trục quay được bố trí nằm ngang. Vành bánh xe được nối với trục quay bởi các trục thép, mặt ngoài gắn các cực từ có cuộn dây. Có hai kết cấu ổ đỡ cho máy phát thuỷ điện trục đứng là kiểu treo và kiểu đỡ. Đối với máy phát kiểu treo, ổ chính được bố trí ở phía trên rotor, còn trong kiểu đỡ - ở phía dưới. Ưu điểm của kiểu treo là ổn định, ít chịu ảnh hưởng tác động của các phần phụ, còn ưu điểm của kiểu đỡ là giảm được kích thước theo chiều cao và do đó giảm được kích thước chung của máy. Kiểu đỡ thường áp dụng cho các máy có công suất lớn. Máy phát và tuabin nước thường có chung trục và ổ đỡ, do đó ổ đỡ chịu lực dọc trục lớn của toàn bộ trọng lượng các rotor cũng như lực hướng trục của dòng nước. Vì thế ổ đỡ của các máy phát tuabin nước phải có kết cấu rất đặc biệt. Máy phát điện thường dùng 2 loại: Kiểu trục đứng và kiểu trục ngang. Kiểu trục đứng phù hợp với các máy phát điện công suất lớn, trục của rô to máy phát có phương vuông góc với mặt đất Ưu điểm: - Gian máy không yêu cầu có diện tích mặt bằng lớn. - Máy phát điện được đặt cao hơn tua bin nên rất thuận lợi trong việc giải quyết độ cao của gian đặt máy ở trên mức nước lũ. - Hiệu suất khai thác cột nước rất hiệu quả. - Khung của stato được chế tạo thành nhiều phần nên rất thuận lợi cho việc thi công lắp đặt phù hợp với loại máy phát điện có công suất lớn, tốc độ thấp. - Trục máy không có độ võng. - Chiều dài của trục không hạn chế. Nhược điểm: - Giá thành xây lắp, chế tạo cao. - Do không đặt được bánh đà nên bánh đà của máy phát phải dùng nhờ rôto. - Trang bị hệ thống bôi trơn khá phức tạp. - Không thuận lợi trong việc sửa chữa bảo và dưỡng định kỳ, trên gian máy phải được trang bị cẩu chuyên dụng loại lớn.
8 Kiểu trục ngang các máy phát điện công suất nhỏ, trục của rô to máy phát có phương song song với mặt đất Hình 1.3 Mô tả máy phát điện trục đứng 1.2. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VÀ HỆ THỐNG KÍCH TỪ 1.2.1. Các thông số Máy phát lực là một động cơ sơ cấp (Tuốc bin nước hoặc hơi) làm quay rôto 60 . f của máy phát điện với tốc độ n bằng tốc độ từ trường quay n1: n  , trong đó p p là số đôi cực của máy phát điện. Khi thay đổi công suất cơ M1thì tần số và công suất tác dụng phát ra của máy phát cũng thay đổi theo. Để đảm nhận được sự điều chỉnh chủ yếu đối với f và PF thì máy phát lực có hai yêu cầu chính sau: - Đặc tính tốc độ quay: n = f(l). Đặc tính tốc độ phải nhạy, phạm vi điều chỉnh phải rộng, và phải thay đổi được thích ứng với mọi sự thay đổi của công suất. Muốn đảm bảo được các yêu cầu trên, các máy phát lực phải có bộ điều chỉnh tốc độ tốt, tức là điều chỉnh nhạy và phạm vi điều chỉnh rộng. Bộ điều tốc làm nhiệm vụ thay đổi lượng hơi nước vào tuốc bin để giữ cho tốc độ quay của máy phát ổn định. - Đặc tính tốc độ góc:  = f(t). Các máy phát lực yêu cầu phải có trị số tốc độ góc đều:  = const.  rad 2f 2n  . hay    t s P 60
9 Để đặc trưng cho độ ổn định của tốc độ góc  ta sử dụng một hệ số gọi là hệ số điều hoà, ký hiệu i:  m ax m in i  tb trong đó: max- Là tốc độ góc cực đại. min- Là tốc độ góc cực tiểu. tb- Là tốc độ góc trung bình. Trị số i càng nhỏ đặc tính tốc độ góc càng tốt, dễ ổn định cho tần số phát, tạo điều kiện hoà dễ dàng. Hệ số điều hoà i phụ thuộc vào kiểu và đặc điểm của máy phát lực: Máy phát tuốc bin hơi, nước có i  0, máy phát đi ê den có i lớn. - Công suất định mức Công suất của máy phát điện bị giới hạn bởi nhiệt độ của các bộ phận trên máy phát. Công suất định mức của máy phát điện được quy định theo công suất biểu kiến S [kVA] với các điều kiện tiêu chuẩn về điện áp, dòng điện, tần số. Các tổn thất sắt trên lõi thép và tổn thất đồng trên cuộn dây máy phát được xác định bởi điện trở và dòng điện chứ không quy định theo công suất tác dụng. - Điện áp định mức: Điện áp định mức trên cực máy phát quyết định bởi số cuộn dây nối tiếp của cùng một pha và cường độ từ thông cắt qua các cuộn dây stato. Như vậy muốn có máy phát có điện áp cao hơn cần phải chế tạo số lượng thanh dẫn nhiều hơn, stato có nhiều rãnh hơn, điều này đồng nghĩa với việc chế tạo mạch từ của stato lớn hơn, cách điện của các bối dây dẫn điện phải tốt hơn và phải đảm bảo được điều kiện thông gió cho máy phát. Đây là nguyên nhân làm cho giá thành chế tạo của máy phát tăng lên. - Hệ số công suất của máy phát: Hệ số công suất của máy phát điện thường từ 0,8 đến 0,98. Khi cần tăng cường khả năng truyền tải công suất lớn nhất thì máy phát được chế tạo với hệ số công suất là 1,0. - Tốc độ quay định mức: Tốc độ quay định mức phụ thuộc vào tốc độ quay của tuabin. Ngoài ra còn phụ thuộc vào số đôi cực của máy phát. Nếu tốc độ quay là n, số đôi cực là p, tần số của hệ thống là f = 50Hz (60) thì tốc độ quay đồng bộ là: 60 f n vòng / phút p
10 Số đôi cực thay đổi tùy theo cấu tạo của từng loại máy phát, số đôi cực “p” thường là (1, 2, 3, 4, 5, 6, …). Tốc độ quay của các máy phát phải đảm bảo đạt được tốc độ đồng bộ của hệ thống điện. 1.2.2. Hệ thống kích từ Hệ thống kích từ (hay kích từ) có nhiệm vụ cung cấp dòng điện một chiều cho các cuộn dây kích từ nhằm giữ điện áp không đổi khi phụ tải biến đổi và nâng cao giới hạn công suất truyền tải từ nhà máy điện vào hệ thống đảm bảo ổn định tĩnh và ổn định động. Trong chế độ làm việc bình thường bộ tự động điều chỉnh kích từ (TĐK) sẽ điều chỉnh điện áp trên đầu cực máy phát, thay đổi lượng công suất phản kháng đồng thời nâng cao ổn định tĩnh và ổn định động của hệ thống. Trong chế độ sự cố (ngắn mạch) chỉ có bộ phận kích từ cưỡng bức làm việc, nó cho phép duy trì điện áp của lưới ổn định. Hiệu quả thực hiện nhiệm vụ trên phụ thuộc vầo đặc trưng và thông số của hệ thống kích từ cũng như kết cấu của bộ phận TĐK. Để đảm bảo chế độ làm việc chất lượng và tin cậy, dòng một chiều cung cấp cho cuộn dây kích từ của MPĐ đồng bộ phải đủ lớn. Thông thường đòi hỏi công suất định mức của hệ thống kích từ bằng (0,20,6)% công suất định mức của MPĐ. Việc tạo ra hệ thống kích từ có công suất lớn như vậy thường gặp rất nhiều khó khăn. Đó là vì công suất chế tạo của các máy phát điện một chiều bị hạn chế bởi điều kiện làm việc của bộ phận đổi chiều. Khi công suất lớn, do tia lửa phát sinh mạnh, nên bộ phận làm việc kém tin cậy và mau hỏng. Bởi vậy, đối với các MPĐ công suất lớn, thay vì sử dụng hệ thống kích từ một chiều, người ta thường áp dụng hệ thống kích từ dùng MPĐ xoay chiều kết hợp với bộ chỉnh lưu. Ngoài công suất định mức và điện áp định mức, hệ thống kích từ còn được đặc trưng bằng hai thông số quan trọng khác là điện áp kích từ giới hạn U fgh và hằng số thời gian Te. Điện áp kích từ giới hạn là điện áp kích từ lớn nhất để tạo ra dòng điện của hệ thống kích từ. Điện áp này càng lớn thì phạm vi tác động điều chỉnh dòng kích từ càng rộng và càng có khả năng điều chỉnh nhanh. Đối với MPĐ tuabin hơi thường có giá trị lớn hơn hoặc bằng điện áp định mức máy phát (U fgh UnF), còn ở MPĐ thuỷ điện thì Ufgh 1,5UnF. Trong nhiều trường hợp, để đáp ứng yêu cầu đảm bảo ổn định của hệ thống người ta ấp dụng điện áp giới hạn lớn hơn (Ufgh=34)UnF . Tuy nhiên Ufgh càng lớn đòi hỏi cách điện của hệ thống kích từ càng phải cao. Hằng số thời gian Te đặc trưng cho tốc độ thay đổi dòng kích từ, nó được xác định bởi quán tính điện từ của các cuộn dây điện cảm. Hằng số thời gian có trị số càng nhỏ thì tốc độ điều chỉnh kích từ càng nhanh. Tính tác động nhanh của hệ thống kích từ được đặc trưng bởi tốc độ tăng điện áp kích từ trong trường hợp kích từ cưỡng bức: U fgh  U nF v  0,632 (1.2) U nF t1
11 trong đó : Ufgh - điện áp khích từ giới hạn; UnF - điện áp định mức; t1 - thời gian để tăng điện áp kích từ từ trị số định mức UnF đến trị số UnF +0,632(Ufgh -UnF). Đây chính là tốc độ trung bình tăng điện áp ở giai đoạn đầu của quá trình kích từ cưỡng bức. Đa số các trường hợp có thể coi điện áp kích từ cưỡng bức tăng theo quy luật hàm mũ: Uf(t)= Ufgh - (Ufgh - UnF)e-t/Te, (1.3) Công thức (3.3) cho thấy, tốc độ tăng điện áp kích từ càng nhanh khi U gh càng lớn và hằng số thời gian Te càng nhỏ. Các tham số nầy phụ thuộc vào kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống kích từ cụ thể. Hệ thống kích từ có thể được chế tạo theo 3 loại sau: - Hệ thống kích từ dùng máy phát điện một chiều; - Hệ thống kích từ dùng máy phát điện xoay chiều chỉnh lưu; - Hệ thống kích từ dùng chỉnh lưu có điều khiển 1.Hệ thống kích từ dùng máy phát điện một chiều Để quay MPĐ một chiêù người ta sử dụng năng lượng của chính trục quay của MPĐ đồng bộ. Đôi khi cũng có thể sử dụng một động cơ điện xoay chiều riêng cho mục đích này. Động cơ xoay chiều được cung cấp từ lưới điện tự dùng của nhà máy qua máy biến áp hoặc từ một MPĐ đồng bộ riêng ghép cùng trục với MPĐ chính nhưng có công suất nhỏ. Trường hợp đầu có ưu điểm là đơn giản, tin cậy , giá thành hạ, tốc độ quay ổn định không phụ thuộc vào điện áp của lưới điện tự dùng. Tuy nhiên, có nhược điểm là khi cần sửa chữa máy kích từ nhất thiết khải ngừng máy phát điện đồng bộ, không thay thế được bằng nguồn kích từ dự phòng. Ngoài ra, tốc độ quay quá lớn của tuabin hơi không thích hợp với MPĐ một chiều, do đó phương pháp này được sử dụng chỉ ở các MPĐ công suất nhỏ. Đối với MPĐ thuỷ điện, tốc độ trục quay lại quá nhỏ cũng hạn chế công suất chế tạo MPĐ kích từ. Nhược điểm của phương án dùng động cơ điện xoay chiều là vận hành phức tạp, giá thành cao, chịu ảnh hưởng của việc thay đổi tần số và điện áp lưới nhất là trong chế độ sự cố. Về mặt này phương án cung cấp cho động cơ từ máy phát điện xoay chiều, nối cùng trục với máy phát điện chính, tỏ ra có ưu điểm hơn. Nhược điểm chung của hệ thống kích từ dùng MPĐ một chiều là hằng số thời gian Te lớn (0,3 0,6s) và giới hạn điều chỉnh không cao. Ngoài ra do có vành góp và chổi điện,công suất chế tạo bị hạn chế. Vì vậy hệ thống kích từ từ loại này thường chỉ được áp dụng ở các MPĐ nhỏ và trung bình. 2. Hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều và chỉnh lưu
12 Có hai loại chính: dùng máy phát điện xoay chiều tần số cao và dùng máy phát điện xoay chiếu không vành trượt . Máy phát điện xoay chiều với tần số cao được chế tạo theo kiểu cảm ứng: rotor không có cuộn dây, cuộn kích từ cũng đặt ở phần tĩnh. Từ thông thay đổi được nhờ vào kết cấu thay răng rãnh của rotor. Cuộn kích từ chính của MPĐ kích từ thường được nối trực tiếp với tải của nó. Các cuộn kích từ phụ được cung cấp và điều chỉnh qua thiết bị TĐK với nhận điện năng từ phía đầu cực của MPĐ đồng bộ (qua các máy biến đổi áp và dòng BU và BI). Tần số của dòng điện trong MPĐ kích từ tần số cao là 500Hz( khi quay cùng trục với MPĐ đồng bộ tuabin hơi 3000vg/ph). Dòng điện này được chỉnh lưu ba pha biến đổi thành dòng điện một chiều. Dùng MPĐ xoay chiều tần số cao, hệ thống kích từ có thể áp dụng cho các MPĐ đồng bộ công suất lớn (200300) MW. Hạn chế công suất trong trường hợp này chủ yếu vẫn là do tồn tại vành trượt và chổi điện cung cấp dòng điện kích từ cho rotor của máy phát điện đồng bộ. Hằng số thời gian Te và điện áp kích từ giới hạn Ufgh trong trường hợp này gần như hệ thống kích từ dùng MPĐ một chiều (Te lớn, Ufgh nhỏ). Để tăng công suất kích từ lên hơn nữa người ta áp dụng hệ thống kích từ không vành trượt. Trong hệ thống kích từ này người ta dùng MPĐ xoay chiều ba pha quay đồng trục với MPĐ chính làm nguồn cung cấp. Máy phát xoay chiều có kết cấu đặc biệt: cuộn kích từ đặt ở stator, còn cuộn dây ba pha lại đặt ở rotor. Dòng điện xoay chiều ba pha tạo ra ở máy phát kích từ được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều nhờ bộ chỉnh lưu công suất lớn cũng gắn ngay trên trục rotor của các máy phát. Nhờ vậy cuộn dây kích từ của MPĐ chính có thể nhận ngay được dòng điện chỉnh lưu không qua vành trượt và chổi điện. Để cung cấp cho cuộn dây kích từ của máy phát kích từ ( đặt ở stato) người ta dùng một bộ chỉnh lưu khác (thường là chỉnh lưu có điều khiển) mà nguồn cung cấp của nó có thể là MPĐ xoay chiều tần số cao hoặc nguồn xoay chiều bất kỳ khác. Ngoài ưu điểm có công suất lớn, hằng số thời gian kích từ T e của hệ thống kích từ loại này cũng quá nhỏ (0,1 0,5)s, điện áp kích từ giới hạn lớn hơn. 3. Hệ thống kích từ dùng chỉnh lưu có điều khiển Việc áp dụng hệ thống kích từ với các loại chỉnh lưu có điều khiển công suất lớn (các chỉnh lưu thuỷ ngân có cực điều khiển, các bộ thyristor) cho phép giảm hằng số thời gian Te. Nguồn điện xoay chiều ba pha cung cấp cho cuộn dây kích từ của máy phát đồng bộ qua bộ chỉnh lưu có điều khiển là một máy phát điện xoay chiều ba pha tần số (50 500)Hz, hoặc máy biến áp tự dùng Khác với chỉnh lưu bình thường, trong chỉnh lưu có điều khiển, ngoài điều kiện thuận chiều của điện áp trên chỉnh lưu, còn đòi hỏi có một tín hiệu (dòng điện) xuất hiện trên cực điều khiển mới có dòng điện chạy qua. Tốc độ điều chỉnh của hệ thống kích từ dùng chỉnh lưu có điều khiển rất nhanh, có thể coi như tác
13 động tức thời vào điện áp kích từ. Hằng số thời gian chỉ còn khoảng (0,020,04)s Do ưu điểm của hệ thống kích từ này , chúng được áp dụng rộng rãi trong các MPĐ công suất lớn, có yêu cầu điều chỉnh cao. Yêu cầu cơ bản đối với hệ thống kích thích là: - Có khả năng điều chỉnh dòng kích thích trong giới hạn cần thiết. - Có khả năng tăng cường kích thích trong chế độ sự cố (đủ về độ lớn và tốc độ tăng kích thích). Khi có quá tải đột nhiên hoặc ngắn mạch đột nhiên trên mạng điện mà máy cắt chưa kịp tác động làm cho điện áp đầu cực máy phát giảm rất thấp. Để tránh gây rối loạn cho hệ thống cần tăng cường kích thích lên thật lớn trong thời gian rất nhanh. - Phải đảm bảo dập tắt từ trường nhanh. Khi có ngắn mạch giữa các vòng dây hoặc giữa các pha thì máy phát được cắt khỏi lưới đồng thời phải dập tắt từ trường nhanh của cuộn kích thích để hạn chế sự phá hoại của dòng kích thích đối với dây quấn stato. - Phải đảm bảo độ tin cậy. 1.3. LÀM MÁT CHO MÁY PHÁT ĐIỆN 1.3.1. Khái quát chung Phụ thuộc vào công suất sự làm mát máy phát điện được thực hiện với môi chất là nước, dầu, không khí hoặc khí hydro. Các máy phát điện công suất nhỏ thường được làm mát bằng không khí, còn ở các máy phát công suất lớn việc làm mát được thực hiện bởi môi chất là khí hydro. Sự thay thế không bằng khí hydro cho phép giảm ma sát và tăng hiệu suất của máy phát. Khí hydro có ưu điểm là có độ dẫn nhiệt cao gấp 7 lần và tốc độ nhận nhiệt gấp gần 1,5 lần so với không khí cùng áp suất, thêm vào đó mật độ khí hydro thấp hơn nhiều nên giảm được ma sát và công suất bơm. Nhưng nhược điểm của khí hydro là có thể gây nổ nếu trong máy có lẫn khí ôxy, do đó máy được làm mát bằng khí hydro cần có độ bền cao và cấu trúc đặc biệt kín. Để tăng cường hiệu quả làm mát, môi chất được thổi qua các rãnh được chế tạo sẵn ở trục, stator và rotor. Quá trình làm mát được thực hiện theo hai phương pháp: gián tiếp và trực tiếp. 1.3.2.Làm mát gián tiếp bề mặt 1.Làm mát bề mặt bằng không khí: Làm mát gián tiếp được thực hiện bằng cách thổi môi chất làm mát (không khí hoặc khí hydro) qua các khe hở giữa stator và rotor và các khe hở được chế tạo với mục đích làm mát. Có thể thực hiện theo hai phương thức a. Làm mát bằng không khí tuần hoàn tự nhiên. Các cánh quạt được gắn vào hai đầu trục rotor, khi rotor quay sẽ tạo thành luồng gió tuần hoàn tự nhiên thổi mát máy theo hướng trục hoặc hướng kính. Phương thức này tuy đơn giản nhưng có nhược điểm là hiệu suất làm mát thấp; Không khí làm mát còn nhiều bụi bẩn làm hư hại cách điện. Với những nhược
14 điểm như vậy phương thức này chỉ được áp dụng cho các loại máy phát có công suất định mức dưới 3 MW. b. Làm mát bằng không khí tuần hoàn cưỡng bức. - Phương pháp làm mát thông dụng nhất là dùng không khí thổi tự nhiên hoặc bằng quạt gió thổi không khí tuần hoàn cưỡng bức qua bề mặt máy phát. Không khí dùng để làm mát máy phát được lấy từ bên ngoài gian máy thổi qua máy phát rồi thải ra ngoài. - Phương pháp làm mát bằng khí thổi còn được thực hiện trong một hệ thống bơm tuần hoàn và đường ống dẫn không khí theo một chu trình kín kết hợp với bộ lọc bụi và hệ thống làm lạnh bằng dàn phun nước. Ưu điểm của biện pháp này là cuộn dây của máy phát ít bị bẩn, hiệu suất cao, ít chịu tác động của nhiệt độ môi trường bên ngoài. Hệ thống làm mát bằng không khí thổi tuần hoàn cưỡng bức được mô tả trên hình 3.6 Hình 3.1 Hệ thống làm mát bằng không khí thổi tuần hoàn cưỡng bức Không khí được lưu thông tuần hoàn trong đường ống kín, từ “buồng lạnh làm sạch” không khí sẽ có nhiệt độ < 200 để không mang theo hơi ẩm vào máy phát được các quạt gió hút và thổi vào hai đầu máy phát. Gió lạnh sau khi đi qua máy phát sẽ hấp thụ nhiệt của máy phát trở thành gió nóng lại quay về buồng lạnh làmsạch. Buổng lạnh có dàn ống kim loại khoan nhiều lỗ nhỏ, nước xối mạnh ra qua dàn ống có nhiệt độ 0< 200 ÷ 300. Sau khi được hạ nhiệt độ và được lọc bụi không khí sẽ quay trở lại đi vào hai đầu của máy phát. Phương pháp làm mát tuần hoàn không khí có hiệu suất cao và có khả năng điều chỉnh được nhiệt độ làm mát. Ngoài ra hệ thống làm mát khi cần còn có khả năng dập lửa cho máy phát nếu xảy ra hỏa hoạn. Phương pháp này được ứng dụng cho các máy phát có công suất > 3MW. 2. Làm mát bề mặt bằng khí H2 Làm mát bề mặt bằng khí hyđrô H2 được thực hiện giống như làm mát bằng không khí tuần hoàn cưỡng bức. H2 được sản xuất và duy trì với độ tinh khiết đến 99,9%. Khí H2 thuộc vào dạng khí trơ có khả năng cách điện cao không tác dụng trực tiếp với khí ô xy O2.
15 Ở áp suất 0,5at thì: - Mật độ của hỗn hợp khí H2 thấp hơn khoảng 8 lần so với không khí. - Hệ số truyền nhiệt từ bề mặt làm mát tới H2 lớn hơn 1,35 lần so với không khí. - Độ dẫn nhiệt lớn hơn khoảng 5 lần so với không khí. - Hệ số dẫn nhiệt của cách điện tăng lên được 1,3 lần. Phương pháp làm mát bằng khí H2 có nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp làm mát bằng không khí: - Tổn hao ma sát và tổn hao thông gió của rôto tới khí làm mát giảm đi khoảng 8 lần, hiệu suất làm mát tăng lên rất nhiều. Thí dụ: Ở các máy phát điện có công suất từ 25 ÷ 100MW khi làm mát bằng không khí, các tổn hao này cộng lại khoảng 25 ÷ 50% của các tổn hao. Khi làm mát bằng khí H2 thì mức tổn hao này chỉ còn 3 ÷ 6% của các tổn hao. - Độ dẫn nhiệt của khí H2 lớn hơn độ dẫn nhiệt của không khí rất nhiều tạo ra khả năng tản nhiệt nhanh của các phần tử truyền nhiệt trong máy phát. Nếu duy trì được chế độ làm mát bằng khí H2, giữ ổn định nhiệt độ cuả máy phát thì có thể nâng được công suất của máy phát lên 1,2 lần. - Hệ thống làm mát bằng H2 ngăn chặn bụi bẩn và hơi ẩm đi vào máy phát nên chống được lão hóa cho các vật liệu cách điện trong máy phát. - Thiết bị làm mát bằng H2 có kích thước nhỏ gọn. - Khí H2 không duy trì sự cháy. Tuy vậyphương pháp làm mát bằng khí H2 cũng cần một số yêu cầu kỹ thuật đặc biệt: - Độ sạch của khí H2 trong đường ống dẫn cần phải đạt trên 99,9%, - Trong đường ống cần phải có áp lực khí H2 nhỏ nhất là 0,035 ÷ 0,05at. Nếu không có áp lực khí H2 bên trong không khí dễ xâm nhập vào đường ống qua các khe hở tại các đệm dầu hoặc qua lỗ thông khuyết tật của đường ống đưa hơi ẩm vào trong cuộn dây máy phát. - Khi có kích nổ bằng ngọn lửa H2 sẽ gây nổ tạo ra áp lực lớn. Áp lực tác dụng khi xảy ra nổ không quá 3,5at do đó đường dẫn khí và vỏ máy phát cần có độ bền cao chịu được áp lực tính toán đến 6at. - Phải trang bị hệ thống sản xuất và bình khí nén để dự trữ H2. Tuy nhiên việc làm mát bề mặt bằng khí H2 chưa đủ để giảm sự chênh lệch nhiệt độ từ cuộn dây tới khí làm mát. Sự tăng áp lực khí H2 chủ yếu để giảm nhiệt độ từ bề mặt rãnh nhưng lại không gây được ảnh hưởng đến sự chênh lệch nhiệt độ còn lại. Bằng cách tăng áp lực khí trên đường ống sẽ giảm được nhiệt độ trên cuộn dây và nâng cao được công suất cho máy phát trong khi kích thước của máy phát
16 vẫn giữ nguyên. Nếu áp lực khí H2 trong hệ thống đường ống làm mát đến 2at thì công suất giới hạn có thể đạt được đến 200MW. 1.3.3 Làm mát trực tiếp Làm mát trực tiếp là phương pháp cho khí H2, gió, tuần hoàn trực tiếp bên trong ống dây dẫn điện hay đi qua hệ thống đường ống dẫn có tiếp xúc với dây dẫn điện. Phương pháp này có hiệu suất làm mát cao hơn phương pháp làm mát bề mặt vì làm giảm được độ chênh lệch nhiệt độ từ cuộn dây đến khí làm mát. Phương pháp nàythường áp dụng cho các máy phát điện tua bin hơi cho phép giảm được kích thước tác dụng, nâng cao được công suất tới hạn, nâng cao được hiệu quả kinh tế do giảm được giá thành xây dựng, tăng hiệu suất và giảm được chi phí vận hành. Nếu đảm bảo được chỉ tiêu quá nhiệt tương tự như làm mát bề mặt thì cho phép tăng công suất giới hạn đến 2,4 lần. Nếu tăng áp lực khí trong đường ống dẫn khí H2 làm mát thì hiệu quả làm mát cũng tăng lên Nước cất tinh khiết cũng dùng để làm mát trực tiếp cho máy phát. Làm mát bằng nước đạt hiệu quả cao hơn so với việc dùng khí H2 rất nhiều nước có khả năng tản nhiệt tốt hơn. Làm mát trực tiếp bằng nước cất tinh khiết được ứng dụng trong những máy phát điện tua bin khí có công suất lớn và các máy phát điện thủy lực lớn có tốc độ thấp (khoảng 500v/phút). Hình 3.1 mô tả hệ thống làm mát trực tiếp bằng nước. Dây dẫn điện stato làm bằng ống đồng rỗng có thể dùng làm đường dẫn nước được liên hệ với đường dẫn nước làm mát bằng một đoạn ống dẫn nước cách điện bằng silicôn mềm dẻo. Đoạn ống dẫn nước cách điện có hình dáng bên ngoài giống như một quả sứ xuyên nhiều tán, có chiều dài dòng rò cho phép 2,5cm/ 1kV. Nước tinh khiết được chưng cất và khử bỏ các thành phần kim loại do đó không dẫn điện. Buồng hạ nhiệt là một hệ thống dàn phun nước làm mát, nước trong ống sau khi đi qua buồng hạ nhiệt sẽ tuần hoàn trở lại làm mát cho máy phát nhờ một máy bơm nước đặt trên đường ống. Các đầu cực stato thường có điện áp từ 6,6 kV đến 21kV được đấu qua sứ đỡ trung gian bằng thanh dẫn mềm được làm bằng các lá đồng ghép lại. Ống dẫn nước làm mát được nối vào hệ thống tiếp địa an toàn có R tđ  4. Với những máy phát điện có công suất nhỏ thì dây dẫn stato thường có tiết diện nhỏ do đó không ứng dụng phương pháp làm mát bằng nước trực tiếp qua dây dẫn. Hình 3.2 giới thiệu các kiểu làm mát cho máy phát điện trục ngang, có thể tóm tắt như sau: - Kiểu làm mát bằng gió tự nhiên: cả đầu hút và đầu thải được đặt phía trong của gian máy, nhiệt độ bên trong gian máy tăng lên, phát ra tiếng ồn lớn,phần bên ngoài máy không lắp vỏ nêm cuộn dây dễ bị nhiễm bẩn, diện tích mặt bằng đặt máy nhỏ, chỉ được áp dụng cho các máy nhỏ, giá thành thấp.
17 Kiểu làm mát Kiểu thông gió Kiểu thông gió bằng Kiểu trao đổi nhiệt bằng gió tự nhiên bằng ống ở lối ra ống ở lối ra và lối vào làm mát bằng nước Hình 3.2 Làm mát cho máy phát điện trục ngang - Kiểu thông gió bằng ống ở lối ra: hút ở bên trong và thải ở bên ngoài nhiệt độ bên trong không tăng, có tiếng ồn khá nhỏ, đây là loại trung gian giữa loại mở và loại đóng hoàn toàn cuộn dây cũng dễ bị nhiễm bẩn. - Kiểu thông gió bằng ống ở lối ra và lối vào: cả đầu hút và đầu thải đặt ở bên ngoài nhiệt độ phần bên trong không tăng tiếng ồn nhỏ cuộn dây và ống dẫn dễ bị nhiễm bẩn phần bên ngoài lớn nên được bao bọc bằng vỏ chiếm diện tích mặt bằng lớn thường áp dụng cho các máy nhỏ hơn 20MVA giá thành sản xuất cao cần trang bị chống rung - Kiểu trao đổi nhiệt làm mát bằng nước: không khí được sử dụng lại trong quá trình làm mát việc làm mát không bị ảnh hưởng ngay cả khi phần bên trong có nhiệt độ cao và không khí độ ẩm cao, tiếng ồn nhỏ, cuộn dây và ống dẫn không bị nhiễm bẩn, phần bên ngoài lớn và phức tạp, chiếm diện tích mặt bằng lớn thường áp dụng cho các máy công suất lớn giá thành sản xuất cao. 1.4. KHỞI ĐỘNG, HÒA ĐỒNG BỘ VÀ NGỪNG MÁY PHÁT ĐIỆN 1.4.1 Kiểm tra chuẩn bị trước khi khởi động máy - Thu hồi các phiếu công tác và giải trừ các biện pháp an toàn ở máy phát điện và các thiết bị liên quan đến máy phát điện. - Kiểm tra toàn diện các thiết bị sau khi sửa chữa (đại tiểu tu, bao gồm các mạch nhất thứ và nhị thứ), kiểm tra vành trượt rôto, cổ góp máy kích thích, áp lực chổi than phải tốt, cổ góp, vành trượt phải sạch sẽ. - Kiểm tra máy phát điện và các thiết bị phụ thuộc phải sạch sẽ. - Kiểm tra đấu dây nhất thứ. - Kiểm tra đấu dây của máy biến dòng điện, biến áp đo lường phải tốt và sạch sẽ. - Kiểm tra hệ thống làm mát và không khí làm mát như quạt, đường ống, nhiệt độ nước làm mát và không khí làm mát. - Kiểm tra điện trở cách điện của mạch stato và mạch rôto.