CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RƠ LE BẢO VỆ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐẠI NINH 1. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐẠI NINH Nhà máy thủy điện Đại Ninh nằm trên địa phận hai tỉnh: Lâm Đồng (bao gồm kênh dẫn vào, cửa nhận nước, phần thượng lưu của hầm dẫn dòng) và Bình Thuận (phần hạ lưu của hầm dẫn dòng, đường ống áp lực, nhà máy và các công trình hạ lưu khác) với các thông tin cơ bản sau: 1. Vị trí địa lý Công trình đầu mối nằm tại điểm hợp lưu của sông Đa Nhim và Đa Queyon, trên quốc lộ 20 cách thành phố Hồ Chí Minh 260 km về phía Tây Bắc và cách thành phố Đà Lạt (tỉnh Lâm Đồng) 45 km về phía Đông – Nam. Tuyến năng luợng trên sông Lũy: thuộc địa phận huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận.
Nhà máy nằm cách thành phố Hồ Chí Minh: 230 km trên quốc lộ 1 và 38 km ngoài quốc lộ 1. Mục đích Dự án thủy điện Đại Ninh là công trình lợi ích tổng hợp của 2 nhiệm vụ sau: - Cung cấp điện cho Hệ thống điện Miền Nam. Vì tiềm năng lưu trữ của đập nên dự án có khả năng phối hợp đáp ứng sự điều chỉnh công suất theo mùa giữa các nhà máy thủy điện Đa Nhim, Trị An, Đồng Nai 3, Đồng Nai 4, Thác Mơ, Hàm Thuận – Đa Mi. - Chuyển nước từ lưu vực sông Đồng Nai xuống lưu vực sông Lũy để cung cấp một phần cho hệ thống thủy lợi tỉnh Bình Thuận thông qua việc cung cấp nước để vận hành nhà máy thủy điện Bắc Bình.
Thủy văn 5 Các thông số thủy văn như Bảng 1- 1 dưới đây: Bảng 1- 1: Bảng tổng hợp thủy văn Nhà máy Thủy điện Đại Ninh Đa Nhim Đa Queyon Hợp lưu Diện tích lưu vực, kể cả Dran km2 1463 470 1933 Diện tích lưu vực, không kể Dran km2 688 470 1158 Lượng mưa trung bình năm * mm 1615 1589 Dòng chảy trung bình năm* mm 686 795 730 Lưu lượng trung bình m3/s 14,96 11,85 26,81 Tổng lượng dòng chảy * 472 374 864 106m3 Lũ 20 năm 780 550 1090 100 năm 1450 1130 1980 1000 năm 2900 2250 4100 * Dựa trên mô hình mưa/dòng chảy * Dựa trên lưu lượng thực đo tại Đại Ninh 1. Hồ chứa Hồ chứa là nơi tích nước để phục vụ cho quá trình chạy máy của nhà máy thủy điện. Hồ chứa Thuỷ điện Đại Ninh là tổng hợp hai hồ chứa riêng biệt, hồ Đa Nhim và hồ Đa Queyon, được tạo thành bởi các đập xây dựng chắn ngang sông Đa Nhim và Đa Queyon cùng với bốn đập phụ được xây dựng để giữ cho mực nước các hồ này đạt được MNDBT. Phía bên hồ Đa Nhim bố trí 3 cửa tràn xả lũ và đập xả cầu chì còn phía hồ Đa Queyon thì bố trí hạng mục cửa nhận nước.
Các thông số về hồ chứa được mô tả trong Bảng 1- 2 dưới đây: 6 Bảng 1- 2: Bảng tổng hợp thông số hồ chứa Đa Nhim Đa Queyon Hợp lưu Mực nước dâng bình m 880 880 880 thường Mực nước gia cường m 882,6 883,6 Mực nước chết m 860 860 Diện tích mặt hồ tại km2 4,73 14,14 18,87 MNDBT Dung tích hữu ích tại 106 m3 66,54 185,19 251,73 MNDBT Dung tích chết 106 m3 26,64 41,40 68,04 Dung tích toàn bộ tại 106 m3 93,18 226,59 319,77 MNDBT 1. Các đập chính và đập phụ: dùng để ngăn dòng chảy chính của sông để tạo dung tích hồ chứa. Đập tràn Cửa van đập tràn dùng để đóng và điều tiết mực nước hồ (xả nước khi có lũ). Các thông số của đập tràn như Bảng 1- 3: Bảng 1- 3: Bảng tổng hợp thông số Đập tràn Loại Cửa van cung , 3 cửa ( H = 18,75m, W = 15 m) Lưu lượng thiết kế m3/s 6099 tại mực nước 880,0m Lưu lượng lũ cực hạn m3/s 7455 tại mực nước 882,6m 1.
Đập tràn sự cố - Loại: Đê cầu chì (2 khoang, mỗi khoang 20 m). - Lưu lượng thiết kế lũ cực hạn: 3176 m3/s tại mực nước 882,6 m. 7 - Kết cấu cầu chì là một khối đắp bằng đất chống thấm, đá và các lớp lọc. Nó có chức năng như một đập dâng và có hệ số an toàn như các đập chính và các đập phụ.
- Có khả năng tự phá hủy để xả nước xuống hạ lưu bảo vệ cho công trình hồ đập khi có lũ lớn về và đã xả tràn hết công suất rồi nhưng nước lũ vẫn cứ về nhiều. Kênh nối 2 hồ Kênh nối hai hồ dùng để dẫn nước từ hồ Đa Nhim sang hồ Đa Queyon và ngược lại. Cửa nhận nước Là hạng mục đầu tiên của tuyến năng lượng, được dùng để lấy nước vào đường hầm dẫn nước phục vụ cho chạy máy. Ngoài ra nó dùng chặn nước khi có yêu cầu kiểm tra bảo dưỡng đường hầm, đường ống.
- Mục đích các thiết bị đặt trong cửa lấy nước: + Lưới chắn rác ngăn giữ không cho rác bẩn vào cửa gây hư hại cho các bộ phận công trình turbine. + Cửa van sửa chữa đặt ngay sau lưới chắn rác. Cửa này chỉ đóng khi cần sửa chữa công trình cửa lấy nước và phần đầu đường dẫn. + Cửa van vận hành để đóng mở hoàn toàn cho dòng chảy vào đường dẫn.
Đường hầm dẫn nước Dẫn nước từ cửa nhận nước đến đường ống áp lực rồi đến ống phân phối nước vào turbine để chạy máy. Đường hầm áp lực với chiều dài 11254 m bao gồm 17 m kết cấu của cửa nhận nước. Giếng điều áp 8 - Giải tỏa áp lực nước trong đường ống mỗi khi có hiện tượng nước va do cắt tải hoặc dừng máy đột ngột nhằm bảo vệ đường hầm dẫn nước, đường ống áp lực và hệ thống van chính. - Bổ sung lượng nước tức thời cho quá trình tăng tải đột ngột (cho 1 tổ máy).
- Tạo dòng chảy thuận từ đường hầm vào đường ống do thông với khí trời. Nhà van - Chặn dòng sự cố chảy tự do trong trường hợp đoạn đường ống áp lực phía hạ lưu van bị sự cố. - Cho phép kiểm tra đường ống áp lực, mà không cần rút nước đường hầm thượng lưu. - Bảo vệ cho các thiết bị phía nhà máy khi có trục trặc hệ thống điều khiển van chính, có nghĩa là khi dừng máy ở bất kỳ chế độ nào, nếu van cầu không đóng được khi kim và cần gạt đang mở thì sẽ đưa tín hiệu để đóng van bướm khẩn cấp.
- Nhà Van được thiết kế với một đĩa van đóng bằng đối trọng. Đĩa van sẽ được mở bằng hệ thống dầu áp lực. Khi mở van sẽ không bị khóa và khi đóng thì sẽ có một thiết bị lock để chốt van lại được điều khiển bằng thủy lực nhằm ngăn ngừa khi có trục trặc hệ thống điều khiển van mở ra gây nguy hiểm cho người và thiết bị. Ngoài ra, ở đầu ra của nhà van còn được thiết kế một thiết bị dò quá tốc (lưu tốc) để bảo vệ khi có sự cố vỡ đường ống áp lực sẽ kích hoạt van đóng lại (giá trị vượt tốc 80 m3/s).
Đường ống áp lực - Dùng dẫn nước từ nhà van về phân phối cho 2 tổ máy với áp lực cột nước lớn cho chạy máy. Nhà máy: các thông số kỹ thuật chính như Bảng 1- 4: Bảng 1- 4: Bảng tổng hợp thông số Nhà máy Loại Hở Cao trình sàn m 232 Số tổ máy 2 Loại tuabin Turbine Pelton với 6 vòi phun Cao trình tâm bánh xe công tác m 210 Mực nước max ở hạ lưu m 206,7 3 Lưu lượng thiết kế m /s 55,4 Cột nước thiết kế m 627 (max 670, min 603) Công suất tổ máy MW 150 Vận tốc quay Vòng/phút 333 Tần số / điện áp/ công suất máy phát 50 Hz / 13,8 kV / 176,5 MVA Công suất cần cẩu tấn 280/20 1. Đường hầm xả: kết hợp với kênh xả để dẫn nước ra hạ lưu sau khi chạy máy. Các thông số kỹ thuật chính như Bảng 1- 5: Bảng 1- 5: Bảng tổng hợp thông số Đường hầm xả Loại: Mặt cắt Không áp, bọc bê tông Chiều dài m 682 1.
Kênh xả: các thông số kỹ thuật chính như Bảng 1- 6: Bảng 1- 6: Bảng tổng hợp thông số Kênh xả Chiều dài m 214,5 1. HỆ THỐNG RƠ LE BẢO VỆ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐẠI NINH Hệ thống rơ le bảo vệ Nhà máy thủy điện Đại Ninh bao gồm hệ thống bảo vệ tổ máy, hệ thống bảo vệ trạm biến áp 220/110kV và hệ thống bảo vệ tự dùng 22/0.4kV, cụ thể như sau: 1. Hệ thống rơ le bảo vệ tổ máy H1, H2 Bao gồm các rơle với các chức năng như Bảng 1- 7. 10 Bảng 1- 7: Rơ le bảo vệ tổ máy H1, H2 Tên Rơ le/ STT Các chức năng Đối tượng bảo vệ Hãng sản xuất 50/51, 21G, 40, 60, 46, 1 MiCOM P342/ Areva H1, H2 59NG, 27/59, 32R, 37 2 MiCOM P122/ Areva 50/51, 51N T1, T2 3 MiCOM P921/ Areva 59N H1, H2 4 MiCOM P632/ Areva 87TL, 87N, 24 T1, T2, DZ 5 MiCOM P633/ Areva 87GT, 50/51AXT H1, H2, T1, T2 6 MX3IPG2A/Areva 64R H1, H2 1.
Hệ thống rơ le bảo vệ TBA 220/110kV Bao gồm các rơle với các chức năng như Bảng 1- 8. Bảng 1- 8: Rơ le bảo vệ TBA 220/110kV Tên Rơ le/ Đối tượng Stt Các chức năng Hãng sản xuất bảo vệ 1 MiCOM P122/ Areva 50/51, 50N/51N MC200 TC21, TC22, 2 MiCOM P921/ Areva 59B1, 59B2, 59B3 TC29 3 MiCOM P633/ Areva 87T AT3 MiCOM 4 50/51, 50N/51N AT3 P122_110kV/ Areva MiCOM 5 50/51, 50N/51N AT3 P122_220kV/ Areva 6 MiCOM P643/ Alstom 87T1, 87T2, 64REF, 49 AT4 11 Tên Rơ le/ Đối tượng Stt Các chức năng Hãng sản xuất bảo vệ MiCOM 7 50/51, 50N/51N AT4 P143_110kV/ Alstom MiCOM 8 50/51, 50N/51N AT4 P143_220kV/ Alstom 9 MiCOM P143/ Alstom 50/51, 50N/51N MC112 MiCOM P94V/ 10 27/59 TC11, TC12 Alstom MiCOM P741, P742/ 11 87B, 50BF TC21, TC22 Areva MiCOM P741, P742/ 12 87B, 50BF TC11, TC12 Alstom 87L, 50/51, 50/51N, 7SD522, 7SA522, SOTF,21, 67N, AR, PS, 13 DZ 271, 272 Siemens Backup O/C, 59, 50BF, Teleprot 21, 67N, SOTF, AR, PS, 14 7SA522, Siemens Backup O/C, 59, 50BF, DZ 173 Teleprot 1. Hệ thống rơ le bảo vệ hệ thống tự dùng 22kV Bao gồm các rơle với các chức năng như bảng 1. 12 Bảng 1- 9: Rơ le bảo vệ hệ thống tự dùng 22kV Tên Rơ le/ STT Các chức năng Đối tượng bảo vệ Hãng sản xuất Sepam1000+(T20), 1 50/51, 50N/51N DZ 471 Schneider Sepam1000+(T20), 2 50/51, 50N/51N MC433 Schneider Sepam1000+(T20), 3 50/51, 50N/51N MC443 Schneider Sepam1000+(T20), 4 50/51, 50N/51N MC400 Schneider Sepam1000+(T20), 5 50/51, 50N/51N MC445 Schneider Sepam1000+(B21), 6 59N TU C41 Schneider Sepam1000+(B21), 7 59N TUC43 Schneider 1.
Hệ thống rơ le bảo vệ hệ thống tự dùng 0.4kV Bao gồm các rơle với các chức năng như Bảng 1- 10.