Bộ CôNG THơNG
VIệN NGHiên CứU Cơ KHí BáO CáO TổNG KếT

Đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ
cấp bộ năm 2008

Tên đề tài:
Nghiên cứu, tính toán thiết kế chế tạo hệ thống
secvomotor điều khiển cánh hớng nớc Tuabin sử dụng
trong các Nhà máy thuỷ điện công suất lớn
Ký hiệu: 250.08RĐ/HĐ-KHCN

Cơ quan chủ quản: Bộ CÔNG THƯƠNG
Cơ quan chủ trì đề ti: VIệN NGHIÊN CứU CƠ KHí
Chủ nhiệm đề ti: Thạc sỹ. Phan Hữu Thắng

VIỆN TRƯỞNG CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI
(ký, ghi rõ họ tên)

Phan Hữu Thắng
Hà Nội – Năm 2008
MỤC LỤC

Trang
Mở đầu 1
Chương 1 Vài nét tổng quan về tình hình nghỉên cứu và sự
dụng hệ thống secvomotor trong các nhà máy
thuỷ điện
2
1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2
1.2 Giới thiệu sơ lược về nhà máy thủy điện 8
1.3 Khảo sát thiết bị secvomotor - Nhà máy thủy điện
Hòa Bình
18
1.4 Kết luận chương 1 25

secvomotor
85
4.3 Kết lu
ận chương 4 91
Kết luận và đề xuất 92
• Tài liệu tham khảo 94
• Phụ lục 1: Một số hình ảnh chế tạo và kiểm tra thử
nghiệm hệ thống secvomotor
95
• Phụ lục 2: Các Biên bản nghiệm thu kiểm tra thử nghiệm
Hệ thống Sécvomotor
98 THÀNH VIÊN NHÓM ĐỀ TÀI STT Họ và tên Học vị, học hàm
chuyên môn
Cơ quan
1 Phan Hữu Thắng ThS. P.GĐ TTGCAL Viện Nghiên cứu Cơ khí,
CNĐT
2 Đào Hữu Mạnh ThS. TTGCAL Viện Nghiên cứu Cơ khí
3 Võ Văn Hoà ThS. TTGCAL Viện Nghiên cứu Cơ khí
4 Đinh Minh Sơn KS. TTGCAL Viện Nghiên cứu Cơ khí
5 Vũ Trung Tuyến ThS. TTGCAL Viện Nghiên cứu Cơ khí
6 Nguyễn Đỗ Thắng KS. TTGCAL Viện Nghiên cứu Cơ khí
7 Đoàn Văn Căn KS. Phó Giám Đốc Công ty Thuỷ Điện Hoà Bình
8 Phan Trọng Hoà KS. PPhòng KH-KT Công ty Thuỷ Điện Hoà Bình


, năng lực nhà thầu, dân sinh, môi trường… Vì vậy
ngoài việc tính toán, lựa chọn và xây dựng các nhà máy thủy điện mới thì việc
duy trì, tăng tuổi thọ cho các nhà máy cũ là rất quan trọng.
Một trong các hệ thống thiết bị chính của nhà máy thuỷ điện là hệ
thống Secvomotor điều khiển cánh hướng nước tua bin. Đây là thiết bị vẫn
còn đang được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy thủy điệ
n có công suất lớn
trên thế giới với các ưu điểm về truyền động như làm việc êm, chịu tải trọng
động tốt. Secvomotor cũng là thiết bị đặc chủng vì ở Việt Nam hiện nay chưa
có cơ sở nào nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị này. Hiện nay, các nhà
máy điện vẫn phải đặt hàng mua thiết bị từ nước ngoài với giá trị cao. Như

vậy vừa ảnh hưởng đến kinh tế và vừa không chủ động được trong việc thay
thế, sửa chữa thiết bị của nhà máy.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, Trung tâm Gia công Áp lực – Viện
Nghiên cứu Cơ khí đã tiến hành điều tra, khảo sát thiết bị tại Nhà máy thuỷ
điện Hoà Bình cũng như các mẫu tương tự ở nước ngoài, sau đó nghiên cứu
và đánh giá khả
năng chế tạo thiết bị trong nước. Cuối cùng, được sự đồng ý
của Bộ Công Thương với sự giúp đỡ của lãnh đạo Công ty Thủy điện Hòa
Bình, lãnh đạo Viện Nghiên cứu Cơ khí, Trung tâm đã nghiên cứu, tính toán,
thiết kế và chế tạo hệ thống Secvomotor điều khiển cánh hướng tua bin nước
công suất 240MW cho Nhà máy thủy điện Hòa Bình. Đề tài được thực hiện
với quyế
t tâm mở ra tiền đề cho một hướng phát triển công nghệ chế tạo các
thiết bị quan trọng của các nhà máy thủy điện, tiến tới thực hiện mục tiêu nội
địa hóa, thay thế các thiết bị nhập ngoại.

servomotor, các hệ thống đóng m
ở bằng thuỷ lực. Mặc dù vậy vấn đề quan
tâm, nghiên cứu đúng mức những thiết bị về thuỷ lực chưa được quan tâm
thoả đáng. Phần lớn các các công trình dùng thiết bị thuỷ lực đóng mở rất ít
và chỉ có ở các công trình được xây xựng gần đây. Nguyên nhân chủ yếu là
do chúng ta chưa có đủ các thiết bị phù hợp để chế tạo được các phần tử
thuỷ
lực đạt chất lượng đặc biệt là công nghệ tạo phôi xi lanh chịu áp lực cao theo
phương pháp đúc thép đơn thuần sẽ không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

Đề tài:
“Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống secvomotor dùng trong các nhà máy thủy điện công suất lớn

3
Trong nhiều năm qua, đặc biệt là trong khoảng 10 năm trở lại đây ở
nước ta ngành công nghiệp năng lượng đã được Nhà nước chú trọng đầu tư
phát triển và đã có những bước tiến đáng kể đặc biệt là năng lượng thuỷ điện,
tốc độ tiêu thụ năng lượng tăng 8,6%/năm trong các năm 1996-2000 và năm
2003 là 12% góp phần quan trọng vào công cuộc đổi mới và phát tri
ển đất
nước.
Ở Việt Nam hiện nay, có nhiều nhà máy thủy điện đã được xây dựng và
đi vào sản xuất từ nhiều năm qua như:
- Nhà máy thủy điện Hòa Bình;
- Nhà máy Thủy điện Thác Bà;
- Nhà máy thuỷ điện Yali;
Một trong những sự kiện trong nước đang rất được quan tâm là các
doanh nghiệp cơ khí trong nước được tham gia đấu thầu chế t
ạo thiết bị cơ khí
thuỷ công cho công trình Thuỷ điện Sơn La. Tại cuộc họp được tổ chức vào

của đường ống áp lực và 450 tấn thép lót đường hầm thuộc hạng mục đường

Đề tài:
“Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống secvomotor dùng trong các nhà máy thủy điện công suất lớn

4
ống áp lực.
Từ việc liên danh, liên kết, các đơn vị đã từng bước làm chủ khoa học
công nghệ, đảm đương được công việc thiết kế và chế tạo các thiết bị siêu
trường, siêu trọng cho các nhà máy thủy điện. Đồng thời đầu tư trang bị được
các loại máy chuyên dụng phục vụ cho công tác chế tạo cũng như đào tạo
được một đội ngũ cán bộ
khoa học công nghệ, cán bộ quản lý và công nhân
kỹ thuật đã trưởng thành qua rất nhiều công trình lớn của đất nước. Sau những
dự án kể trên, các đơn vị đã nhận được nhiều đơn hàng từ các chủ đầu tư và
trúng thầu cung cấp thiết bị cho nhiều nhà máy thủy điện. Mới đây, MIE đã
thắng thầu và được chọn là nhà thầu chính thực hiện gói thầu thiết b
ị cơ khí
thủy công BB-ME 01 do Công ty CP phát triển Điện lực làm chủ đầu tư. MIE
cũng đang chuẩn bị đấu thầu các gói thầu thiết bị cơ điện của Nhà máy Thủy
điện Bắc Bình và gói thầu thiết bị cơ điện của Nhà máy Thủy điện Bảo Lộc.

Viện Nghiên cứu Cơ khí NARRIME là đơn vị có đủ năng lực và kinh
nghiệm
đảm nhận vai trò tổng thầu thiết kế các hạng mục cơ khí thủy công và
sẽ hợp tác cùng với Công ty thiết kế của Ucraina, Viện Thiết kế thủy công
Nga là những nhà tư vấn và thẩm định thiết kế đã có nhiều kinh nghiệm. Viện
còn thực hiện các công trình nghiên cứu làm chủ phần điều khiển cho các nhà
máy thủy điện cỡ 50 MW. Về phần thiết bị thủy lự
c của thiết bị đóng mở các

u ở nước ngoài.
Các thiết bị thuỷ lực đã được nghiên cứu và áp dụng cho các thiết bị
đóng mở của các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện từ rất sớm ở các nước công
nghiệp phát triển như: Đức, Pháp, Nga, Mỹ, Hà lan,…Xilanh thủy lực được
dùng phổ biến rộng rãi từ những năm 50. Ngày nay, xilanh thủy lực được chế
tạo đến đường kính 1500mm hoặc hơn n
ữa, hành trình đến 25000mm cho các
ứng dụng đặc biệt như ngành dầu khí, thăm dò địa chất. Hiện nay, xilanh thủy
lực không chỉ làm việc đến áp suất 1500 bar (trong thăm dò còn sử dụng áp
suất cao hơn) mà còn có thể truyền các thông số về áp suất, hành trình, vận
tốc về cho người điều khiển theo dõi. Xilanh thủy lực với cần piston bằng
thép mạ Cr hoặc Cr-Ni sử dụng phổ biến nhất trong các công trình trong đất
li
ền và môi trường ít ăn mòn. Xilanh thủy lực có cần piston bằng thép không
gỉ được sử dụng trong các vùng ven biển, chịu hóa chất. Đến những năm 80,
một vật liệu phủ mới xuất hiện thay thế cho các vật liệu phủ cổ điển Cr-Ni.
Đó là gốm kim loại gốc Ti-Ni. Vật liệu gốm tuy giòn, nhưng có độ cứng bề
mặt lớn, khả năng chịu mài mòn, chịu ăn mòn t
ốt trong môi trường khắc
nghiệt đã nhanh chóng được ứng dụng trong kỹ thuật chế tạo xilanh thủy lực.
Gốm kim loại phủ trên cần xilanh, đầu tiên được dùng để phủ lên dụng cụ cắt
công nghiệp và gia dụng, sau đó gốm được đưa vào phủ cho các chi tiết trong
ôtô như trục khuỷu, ống lót và piston động cơ đốt trong. Vật liệu gốm kim
loại sử dụng để t
ạo lớp phủ trên bề mặt xilanh thủy lực được tiến hành bằng
cách phun vật liệu phủ trong dòng oxy cao tốc với khí bị ion hóa hoàn toàn
(plasma) nên khó giữ được cơ tính ban đầu của vật liệu gốc. Đó cũng chính là
lý do chỉ có một số hãng xác định được chế độ phủ thích hợp và thương mại
hóa sản phẩm của mình. Ngày nay, các van, bơm thủy lực…đặc biệt là các
van, bơm điều khi

- Các công ty của Trung Quốc cũng đã thành công trong việc thiết kế
chế tạo các hệ thống servomotor. Điển hình trong số đó là công ty Wuxi Shi
Fang Tech & Engineering. Công ty này có thể cung cấp đồng bộ các loại nhà

Đề tài:
“Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống secvomotor dùng trong các nhà máy thủy điện công suất lớn

7
máy điện với các gam tua bin loại Francis, Turgo, Pelton với cột nước từ 2-
1000 m, lưu lượng đến 200 m
3
/h và công suất đến 100 MW.
Hình 1.5. Hệ thống servomotor được thiết kế bởi
công ty Power Machines Wuxi Shi Fang
Ngoài ra, trên thế giới còn có rất nhiều nhà sản xuất có thể cung cấp hệ
thống servomotor khác như Alstom (Pháp), Siemens (Đức), Honeywell
(Anh)…

1.1.3. Đánh giá về ưu nhược điểm của thiết bị thuỷ lực.

Ưu điểm máy đóng mở thủy lực đó là cơ cấu xi lanh thuỷ lực có thể tác
động theo phương thẳng
đứng, nghiêng một góc bất kỳ, hoặc đẩy ngang, thời
gian đóng mở secvomotor ngắn, đặc biệt có kích thước nhỏ gọn nhưng đẩy
được lực lớn, có lực quán tính nhỏ, chỉ bằng một phần mười so với các thiết
bị đóng mở (thiết bị truyền động) cơ khí khác cùng công suất, có khả năng
điều chỉnh vận tốc theo ý muốn, an toàn cho cơ cấu nâng và các bộ phậ

năng lợng mới.
ở nớc ta có ba nguồn năng lợng chính đã đợc khai thác là than, dầu
khí và năng lợng các dòng sông, suối lớn. Còn các nguồn năng lợng khác
nh năng lợng hạt nhân, gió, thủy triều, sóng biển, mặt trời đang đợc
nghiên cứu sử dụng.
Năng lợng của các dòng chảy trong sông, suối (thủy năng) của nớc ta
rất phong phú đứng hàng thứ 22 trên thế giới về tiềm năng thủy điện. Nguồn
năng lợng này đợc phân bố khắp đất nớc. Trữ năng lý thuyết của thủy điện
trên cả nớc ớc tính là 270 - 300 tỷ KWh/năm, với công suất khoảng
32.10
6
KW. Nhng trữ năng thủy điện kỹ thuật (khai thác với hiệu quả kinh tế)
chỉ có khoảng 80 tỷ KWh, với công suất lắp máy 17,438 MW. Tiềm năng
kinh tế kỹ thuật thủy điện chỉ khoảng 60 tỷ KWh/ năm, với công suất lý
thuyết 10.000 MW.
Thủy năng là một dạng năng lợng tái tạo đợc. Đây là đặc tính u việt
nhất của nguồn năng lợng này, các nguồn năng lợng khác nh nguyên tử,
than, dầu không thể tái tạo đợc. Trong quá trình biến đổi năng lợng, chỉ
có thủy năng sau khi biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng đợc tái tạo thành
dạng thủy năng, còn các dạng năng lợng khác trong quá trình biến đổi không
tự tái tạo đợc trong tự nhiên. Con ngời sử dụng nguồn thủy năng để phục vụ
cho đời sống sản xuất, đặc biệt là để phát điện.
Tuabin nớc - còn gọi là tuabin thủy lực là một thiết bị động lực biến
đổi năng lợng của dòng chảy (thủy năng) thành cơ năng để quay máy phát
điện và máy công cụ.
Nhà máy thủy điện có hàng loạt u điểm:
- Hiệu suất của nhà máy thủy điện có thể đạt rất cao so với nhà máy nhiệt
điện.
- Thiết bị đơn giản, dễ tự động hóa và có khả năng điều khiển từ xa.
- t sự cố và cần ít ngời vận hành.

III- Điện cho các cơ quan làm việc giờ hành chính.
IV- Điện cho các phơng tiện giao thông.
V- Điện cho các cơ sở làm việc 3 ca.
Các thông số đặc trng của biểu đồ:
N
max
- công suất lớn nhất trong ngày, tính bằng MW, còn gọi là
đỉnh của biểu đồ.
N
min
- công suất nhỏ nhất trong ngày, tính bằng MW.
N
th
- Công suất trung bình ngày, tính bằng MW. ti:
Nghiờn cu, thit k, ch to h thng secvomotor dựng trong cỏc nh mỏy thy in cụng sut ln

10

Hình 1.6. Biểu đồ công suất điện sử dụng theo ngày

Trong biểu đồ, phần nằm dới giá trị N
min
là vùng cơ bản, phần nằm
giữa N
min
và N
th

cũng chế tạo một loại tuabin nớc kiểu li tâm. Hình 1.8. Sơ đồ tuabin đầu tiên

ti:
Nghiờn cu, thit k, ch to h thng secvomotor dựng trong cỏc nh mỏy thy in cụng sut ln

12
Năm 1838 Hopd (Mỹ) đã cải tạo tuabin li tâm trên thành tuabin hớng
tâm.

Hình 1.9. Sơ đồ tuabin Franxic
Năm 1847 - 1849 một kỹ s Mỹ là Dran franxic đã cải tiến tuabin Hopd
thành tuabin tâm trục có hiệu suất cao hơn. Ngày nay ngời ta gọi tuabin
Franxic (hình 1.9).
Năm 1837 - 1841 Ghensen (Đức) và Jonvan (Pháp) đã chế tạo tuabin
hớng trục cánh cố định. Sau đó năm 1912 - 1924 một giáo s ngời Tiệp
Khắc cũ là Kaplan cải tiến tuabin hớng trục cánh cố định thành tuabin hớng
trục cánh điều chỉnh và gọi là tuabin Kaplan. Do điều chỉnh cánh làm tăng
hiệu suất trong một phạm vi điều chỉnh công suất rộng.
Hình 1.10. Sơ đồ tuabin Penton

ti:
Nghiờn cu, thit k, ch to h thng secvomotor dựng trong cỏc nh mỏy thy in cụng sut ln

13

22
12 11 22
12
()
2
P
PV V
HZZ
g



=+ +
(1.1)
Thế năng Động năng
Vậy năng lợng riêng gồm hai phần: động năng và thế năng.
Tùy thuộc vào dạng năng lợng này mà chia tuabin nớc thành hai hệ
khác nhau: Tuabin xung lực và tuabun phản lực.
Trong tuabin xung lực, chỉ có phần động năng của dòng chảy tác dụng
lên bánh công tác còn phần thế năng bằng không. Hệ tuabin này phát ra công
suất nhờ động năng của dòng chất lỏng, còn áp suất ở cửa vào ra của tuabin là
áp suất khí trời.
Tuabin phản lực là loại tuabin làm việc nhờ cả hai phần thế năng và
động năng, mà chủ yếu là thế năng của dòng chảy. Trong hệ tuabin này, áp

ti:
Nghiờn cu, thit k, ch to h thng secvomotor dựng trong cỏc nh mỏy thy in cụng sut ln

14
suất ở cửa vào luôn lớn hơn ở cửa ra. Dòng chảy qua tuabin là dòng liên tục

cánh điều chỉnh có hiệu suất cao trong phạm vi điều chỉnh rộng. Tuy nhiên kết
cấu của cánh điều chỉnh phức tạp vì cơ cấu điều chỉnh cánh nằm trong bầu
bánh công tác.
*. Tuabin tâm trục
Trong tuabin tâm trục, hớng của dòng chảy ở vùng bánh công tác ban
đầu theo hớng tâm, sau đó chuyển sang phơng song song với trục.
Tuabin này còn gọi là tuabin Franxic. Nó đợc sử dụng rộng rãi trong
các trạm có cột nớc cao: H = 30 - 600m. Đối với các trạm nhỏ tuabin này có
thể làm việc với cột nớc H > 4m.

ti:
Nghiờn cu, thit k, ch to h thng secvomotor dựng trong cỏc nh mỏy thy in cụng sut ln

15
Hình 1.11. Sơ dồ phần dẫn dòng của các loại tuabin phản lực

Bánh công tác của loại tuabin này hoàn toàn khác với loại tuabin hớng
trục. Bánh công tác gồm hệ thống cánh gắn chặt với hai vành đĩa trên và dới

Tuabin xung lực gồm có những loại chủ yếu sau:
- Tuabin gáo (hình 1.10)
- Tuabin tia nghiêng (hình 1.12)
- Tuabin tác dụng kép hình (hình 1.13)
*. Tuabin gáo
Tuabin gáo là loại tuabin xung lực đợc sử dụng nhiều nhất. Phần dẫn
dòng của nó gồm bánh công tác và vòi phun. Bánh công tác gồm nhiều cánh
hình gáo đợc gắn chặt lên đĩa bánh công tác. Bánh công tác gắn liền trên trục
tuabin, trục này nối với trục máy phát. Thông thờng tuabin gáo đặt ngang,
chỉ có một số tuabin cỡ lớn có tổ máy đặt đứng. Vòi phun gồm có ống hình
côn nối với ống dẫn, trong ống hình côn có kim điều chỉnh lu lợng ra của
vòi phun. ở đây dòng chảy theo ống dẫn vào vòi phun, từ đó dòng chảy ra khỏi
vòi phun với tốc độ đủ lớn tác dụng vào các cánh gáo tạo thành momen quay.
Ngoài ra vòi phun làm nhiệm vụ điều chỉnh lu lợng qua bánh công tác.
Tuabin gáo làm việc với cột nớc H = 40 - 300m và lớn hơn nữa. ở
nớc ta trạm thủy điện Đa Nhim dùng tuabin gáo có công suất một tổ máy N=
40MW.
*. Tuabin tia nghiêng

Hình 1.12. Sơ đồ tuabin tia nghiêng.
Tuabin này khác với tuabin gáo là dòng chảy từ vòi phun hớng vào
bánh công tác dới một góc nghiêng (hình 1.12). Bánh công tác gồm các cánh
cong gắn chặt lên hai đĩa bên bánh công tác có hình dạng đơn giản hơn dạng
gáo nên dễ chế tạo. Vòi phun của loại này tơng tự nh vòi phun của tuabin
gáo.

ti:
Nghiờn cu, thit k, ch to h thng secvomotor dựng trong cỏc nh mỏy thy in cụng sut ln

17

n
s
930 650 500 310 215 93 48
b
0

96 92 84 91 66 56 45
D
l
216 230 240 260 330 675 1250
Dùng cách phân loại theo n
s
, ngời ta dễ dàng lựa chọn loại tuabin thích
hợp nhất cho một trạm thủy điện nếu cho trớc cột áp H, công suất tổ máy N
và số vòng quay máy phát n.
Có thể chọn sơ bộ loại tuabin dựa vào cột áp H và số vòng quay đặc
trng n
s
theo bảng 2.
Bảng 2.
TT Loại tuabin Giới hạn theo n
s
Giới hạn theo H, m
1 Hớng trục cánh quay và
chong chóng có n
s
cao
950 -759 5-12
2 Hớng trục cánh quay và
chong chóng có n

ngh ch to tiờn tin hi
n nay, thỡ thit b thuc h thng o lng, iu
khin, bo v rle v t ng in, t ng c khớ thu lc ca Liờn Xụ trang
b cho Nh mỏy Thu in Ho Bỡnh l lc hu. Trong bi cnh hin nay,
Cng ho Liờn Bang Nga cng ang tng bc thay i cụng ngh ch to
cỏc thit b phc v ngnh nng lng,
c bit l thit b v cỏc linh kin ca
h thng o lng, iu khin, bo v rle v t ng. iu ny s khú khn
khụng ch riờng cho Ho Bỡnh, m cho tt c cỏc nh mỏy c Liờn Xụ giỳp

Đề tài:
“Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống secvomotor dùng trong các nhà máy thủy điện công suất lớn

19
đỡ xây dựng trước đây. Thiết bị, vật tư, linh kiện thuộc công nghệ analog
không còn được sản xuất, nguồn gốc hàng hoá không tin cậy, phải đặt hàng,
để tìm kiếm vừa mất thời gian và giá thành lại cao. Các thiết bị đã qua nhiều
chu kỳ trung, đại tu, thậm trí đã hết tuổi thọ sử dụng.
Nhà máy Thủy điện Hoà Bình được xây dựng tại hồ Hòa Bình, tỉnh
Hòa Bình, miền bắc Việt Nam. Cho đến nay đây là công trình thủy điện lớn
nhất Việt Nam và Đông Nam Á. Nhà máy do Liên Xô giúp đỡ xây dựng và
vận hành.
Công trình khởi công xây dựng ngày 6 tháng 11 năm 1979, khánh
thành ngày 20 tháng 12 năm 1994. Công suất sản sinh điện năng theo thiết kế
là 1.920 Mw, gồm 8 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 240 Mw Sản lượng điện
hàng năm là 8,16 tỷ kilowatt giờ (KWh).
- Công suất thiết kế : 1920 MW
- Số tổ máy : 8
- Chiều dài đập : 734 m
- Chiều cao đập : 128 m

1.3.2. Hệ thống servomotor - Nhà máy thủy điện Hòa Bình.
Nước từ hồ chứa thượng lưu được dẫn vào hệ thống đường ống áp lực
và buồng xoắn, tại đây nước được gia tốc tới vận tốc rất lớn. Qua hệ thống
cánh hướng, nước được dẫn vào tuabin thuỷ lực làm quay tuabin đồng thời
làm quay máy phát điện (thông thường trục của tuabin được nối thẳng v
ới trục
máy phát). Từ đầu cực máy phát, dòng điện được tăng áp qua máy biến áp và
dẫn lên trạm phân phối hoà vào lưới điện quốc gia.
Tuabin thuỷ lực là một bộ phận quan trọng nhất trong nhà máy thuỷ
điện, bằng sự thay đổi tốc độ nó quyết định công suất phát của tổ máy. Là một
thiết bị có cơ cấu phức tạp, trọng lượng và kích cỡ lớn, tuabin đ
òi hỏi phải có
độ bền cao, vận hành ổn định trong thời gian dài (tuổi thọ vận hành 40 năm,
thời gian đại tu 6 năm, trung bình vận hành 3000 giờ/năm ).
Tuỳ theo mực nước thượng lưu và khi tải trên lưới điện thay đổi đòi hỏi
lượng điện phát ra của nhà máy phải thay đổi phù hợp. Vấn đề đặt ra là phải
điều chỉnh đồng bộ độ mở hệ
thống cánh hướng nước nhằm điều chỉnh lưu
lượng nước vào tuabin, tạo cho tuabin tốc độ ổn định.
Để điều chỉnh độ mở cánh hướng người ta sử dụng các secvomotor (ở
đây là 4 servomotor theo hình 1.14) và hệ thống thuỷ lực. Truyền động của
secvomotor sẽ qua hệ thống thanh truyền gắn với vành điều chỉnh, giữa cánh
hướng và vành điều chỉnh có các khớ
p truyền động.
Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật số, bộ điều tốc tuabin
được tự động hoá hoàn toàn có khả năng thu thập các thông số quá trình một
cách liên tục, tự động điều chỉnh ổn định trong quá trình vận hành.
Bộ điều tốc tuabin gồm bộ điều tốc kỹ thuật số và bộ điều tốc thuỷ
lực.
Phần điều tốc kỹ thuật số: