Giáo trình mô đun Hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy thủy điện

n khối . Dưới đây là trạm bơm lấy nước từ kênh chính, đưa nước vào bể tháo bằng 
hình thức xi phông, giảm được các cửa van chặn nước chảy ngược từ bể tháo ngược về 
ống đẩy. 
Sơ đồ bố trí kết hợp, lấy nước trên kênh chính. 
1- công trình chắn rác; 2- nhà máy; 3- ống đẩy; 4- xi phông tháo. 
- Những vùng tưới nhỏ ven sông, ven hồ chứa có mực nước thay đổi nhiều, địa hình, 
địa chất phức tạp, lưu lượng không lớn ( dưới 5 m3/s ) nên dùng các trạm bơm đặc 
biệt, như: trạm bơm thuyền, trạm bơm đặt trên ray ( xem Hình 8 - 9 ) ... 
Các loại trạm bơm cấp nước dân dụng lấy nước từ sông cũng tương tự như các trạm 
bơm tưới tiêu đã trình bày trên, chỉ khác là từ bể tháo trở đi là đường ống áp lực hoặc 
có thêm bể lọc nước ... 
Trạm bơm đặt trên ray. 
1- đường ray; 2- khung; 3- giá tựa; 4- kết cấu phần trên; 
5- tổ máy bơm; 6- ống đẩy; 7- dây kéo. 
 37 
3.2. Sơ đồ tự động bơm nước dự phòng; 
3.3. Sơ đồ tự động bơm nước cứu hoả. 
Hệ thống phòng cháy chữa cháy gồm các thiết bị phát hiện và dập tắt hỏa hoạn bằng 
nước ( cung cấp nước chữa cháy cả trong lẫn ngoài nhà máy ) hoặc bằng các phương 
tiện khác ( dùng khí ga, dùng bọt chữa cháy, dùng cát ..v.v.. ) 1.000 m3 và điều kiện 
kết cấu bao che được làm bằng vật liệu chịu lửa cấp I và II. Đối với trạm bơm lớn hơn, 
cần phải đặt bể chứa nước phụ bên ngoài nhà để chữa cháy. . Không cần đặt hệ thống 
cấp nước chữa cháy bên ngoài nhà máy của trạm bơm nhỏ và trung bình với thể tích 
nhà máy 
Hình 10 - 17 là sơ đồ các đường ống của hệ thống cứu hỏa ở trạm bơm loại lớn. Nước 
chữa cháy do hai máy bơm 3 bơm từ bể chữa 1 hoặc bơm từ các đường ống 2 của hệ 
thống cấp nước kỹ thuật. Các máy bơm 3 đưa nước vào đường ống dẫn chính 13 đặt 
dọc theo cả nhà máy, đặt cùng cao trình tầng một bên ngoài các buồng máy điện chính. 
Nước từ đường ống 13 dẫn vào : vòi cứu hỏa 12 của các buồng máy điện; vào ống rót 
buồng cầu thang máy; vào các đường ống phân phối 7 của hệ thống vòi xối; vào các 
thiết bị tưới 8 để dập tắt lửa bằng tia phun bụi trong các hầm cáp, các tầng và kênh; 
vào ống 11 để dập tắt lửa trong các động cơ điện lớn; vào đường ống 9 để tích sơ bộ bể 
lắng hoặc bể lọc của hệ thống cấp nước kỹ thuật . 
1- Bể chứa; 2, 7, 9, 13- các đường ống: của hệ thống cấp nước kỹ thuật, phân phối doc̣ 
kênh dẫn cáp, để tích sơ bộ bể lắng hoặc hệ thống lọc nước của hệ thống cấp nước kỹ 
thuật, đường ống chính; 3- bơm cứu hỏa; 4- vòi cứu hỏa buồng thang máy; 5, 6, 12- 
các van cứu hỏa: bên ngoài, bên trong, buồng máy điện; 8- đến các thiết bị tưới; 10- 
tháo nước rò; 11- ống để dập tắt lửa của động cơ điện.Cần có hai máy bơm cứu hỏa trở 
lên ( có một dự phòng ). Các bơm này cần đặt thấp hơn mực nước thấp nhất của 
nguồn. Thời gian khởi động máy bơm cứu hỏa không lớn hơn 5 phút sau khi nhận tín 
hiệu và cần phải có hai nguồn cấp điện độc lập hoặc dùng một bơm lấy điện từ lưới và 
một bơm với động cơ đốt trong. Có thể sát nhập hệ thống cứu hỏa với hệ thống cấp 
nước uống - sản xuất và với hệ thống cấp nước kỹ thuật khi có luận chứng kinh tế - kỹ 
thuật thỏa đáng. 
 38 
 Bài 5: Hệ thống thiết bị nhị thứ 
 1: Khái niệm, phân loại và ý nghĩa của hệ thống nước kỹ thuật. 
a. Bảng điều khiển bằng tay 
 - Bộ phận điều khiển đóng/ngắt 
 - Đồng hồ mạch điện 3 pha 
 - Đồng hồ đo áp/ công tắc lựa chọn 
 - Đồng hồ tần suất/đồng hồ báo nhiệt độ nước/ đồng hồ áp dầu/ đồng hồ báo thời 
 gian/đồng hồ điện áp ắc quy. 
 - Nút dừng khẩn cấp 
 - Chức năng cảnh báo: quá tốc độ, nhiệt độ nước cao 
 - Áp dầu thấp, sung điện thất bại 
 - Tính năng bảo hộ: áp dầu thấp, nhiệt độ nước cao, quá tốc độ, ngừng khẩn cấp 
 và các tính năng khác. 
b. Bảng điều khiển tự động khởi động không điện lưới 
Màn hiển thị này ngoài tính năng tiêu chuẩn của màn hiển thị bằng tay còn có đầu nối 
điều khiển lộ trình xa. 
 - Lựa chọn tự động dùng máy/ bằng tay 
 - Cầu dao kéo dài thời gian khởi động (3-5 giây, có thể điều chỉnh) 
 - Cầu dao kéo dài thời gian ngắt máy (0-270 giây, có thể điều chỉnh) 
 - Cầu dao 3 lần tự khởi động thời gian 
 - Thêm chỉ thị cảnh báo: tốc độ cao/thấp, sự cố điện áp đầu ra, khởi động thất 
 bại, cảnh báo mực nước cao, ngừng máy khẩn cấp. 
 39 
 - Tăng tính năng bảo hộ: tốc độ cao/thấp, khởi động thất bại, sự cố điện áp đầu 
 ra, quá áp 
c. Bảng điều khiển tự động khởi động kiểu độc lập, không cần người giám sát 
Có thể đáp ứng những yêu cầu của khách hàng, cung cấp tính năng điều khiển tự khởi 
động và tính năng thay dao phụ tải tự động, tủ điều khiển kiểu độc lập 1 khối, thao tác 
thuận tiện, thích hợp với điều khiển tập trung thiết bị điện. 
d. Bảng điều khiển tự động giám sát từ xa 
 - Màn hiển thị LCD hiển thị các bước tiến hàng, trạng thái, sự cố và các tham số. 
 - Có đầu nối RS232 hoặc 485, tính năng điều khiển từ xa, đo xa, tín hiệu xa. 
 - Bảo hộ tổ máy, dừng máy tự động và cảnh bảo trong những trường hợp sau: 
 khởi động thất bại, quá tốc độ, tốc độ thấp, nhiệt độ nước cao, áp dầu thấp, bộ 
 truyền cảm tốc độ không có tín hiệu, sự cố xung điện 
e. Bảng điều khiển cắt đổi trọng tải tự động (ATS) 
 - 4 cấp, công tắc cắt đổi khóa liên hoàn cơ khí/ khí điện 
 - Đèn hiển thị trạng thái có tải, phát điện, điện lưới 
 - Nút lựa chọn cơ chế tự động hoặc bằng tay 
 - Màn hình điều khiển được rửa dung dịch axits, phốt phát, xử lý phun 
 - Phần dưới đáp ứng sung điện thuận tiện cáp điện vào/ra 
 - Thời gian cắt đổi tự động, không quá 7 giây (có thể điều chỉnh) 
f. Màn hiển thị máy song song 
 - Tính năng tự động/bán tự động hoặc đa tính năng 
 - Lưới điện song song, cấp điện ổn định 
 - Tốc độ tập chung, phụ tải phối hợp tự động, sử dụng và bảo dưỡng thuận tiện 
 - Có tính kinh tế: có thể căn cứ theo yêu cầu trọng tải thực tế để sử dụng máy, 
 tiết kiệm dầu. 
 - Linh hoạt hơn trong việc mở rộng trong tương lai.: có thể căn cứ theo yêu cầu 
 phát triển và sự cải tiến của thiết bị, đáp ứng việc tăng trọng tải. 
 40 
1.2. Sơ đồ khối bố trí thiết bị và chức năng từng khối trên tủ điều khiển trạm biến áp; 
a. Chức năng điều khiển: 
 Mạch điện nhị thứ dùng để điều khiển sự làm việc của các thiết bị điện nhất thứ. 
Đây là loại mạch điều khiển. : Mạch điều khiển đóng , cắt máy cắt điện, điều khiển 
đóng mở dao cách ly, mạch điều khiển các thiết bị làm mát và bộ điều áp dưới tải máy 
biến áp. Nguồn cấp điện cho điều khiển đóng cắt máy cắt, dao cách ly thường dùng 
nguồn một chiều cung cấp độc lập từ các dàn ắc quy 48V, 110V, 220V đặt tại trạm 
.Chỉ có một số ít trường hợp dùng nguồn xoay chiều điều khiển . 
b. Chức năng đo đếm: 
 Mạch điện nhị thứ dùng để đo, đếm các thông số vận hành điện . Có hai loại 
mạch điện thực hiện chức năng đo đếm điện, đó là : mạch biến dòng điện và mạch 
biến điện áp. Hai mạch này riêng rẽ không nối với nhau, tuy có thể cùng nối điện để 
cấp tín hiệu dòng và áp cho một thiết bị đo đếm. Mạch dòng điện mắc nối tiếp tùe 
cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng điện đến các cuộn dây dòng điện nối tiếp của các 
thiết bị đo đếm . Mạch biến điện áp mắc song song cuộn dây thứ cấp của máy biến 
điện áp nối với cácc cuộn dây điện áp của các thiết bị đo đếm . 
 Mạch đo cường độ dòng điện ( A, kA ) cúa các đường dây nhận điện và phát 
điện; đo điện áp ( V, kV ) của các thanh cái, của đường dây; đo công suất tác dụng ( 
kW, MW ), công suất phản kháng ( kVAR, MVAR ) của máy biến áp, đường dây; đo 
tần số dòng điện ( Hz ), đo hệ số công suất ( cosφ ) . 
 Đếm điện năng tác dụng (kWh, MWh ) điện năng phản kháng (kVARh, MWRh 
)truyền tải qua máy biến áp, điện năng nhận hoặc phát của các đường dây . 
c. Chức năng bảo vệ rơle : 
 Mạch này dùng để bảo vệ mạch điện nhất thứ, bằng cách cung cấp liên tục các 
thông số vận hành ( tín hiệu dòng điện và điện áp ) trạm cho các rơle bảo vệ, để các 
rơle tác động cắt các máy cắt điện, cắt điện loại trừ các phần tử mạch điện nhất thứ bị 
sự cố trong khi đang vận hành ra khỏi lưới điện, đảm bảo cho các phần tử khác liên tục 
vận hành bình thường . 
 Mạch rơle bảo vệ gồm mạch biến dòng điện và mạch biến điện áp cấp tín hiệu 
cho rơle và tiếp điểm của rơle và nối mạch điện tác động cắt máy cắt . Các rơle bảo vệ 
kiểu điện từ cần có mạch điện cấp nguồn nuôi . 
 Mạch biến dòng mắc nối tiếp cuộn day thứ cấp của máy biến dòng qua các cuộn 
dây dòng điện của rơle bảo vệ. Mạch điện áp nối song song cuộn dây thứ cấp của máy 
biến điện áp với các cuộn dây điện áp của rơle bảo vệ . 
 Mạch tác động của rơle được nối từ tiếp điểm của rơle đến mạch điều khiển cắt 
máy cắt điện để tự động cắt máy cắt khi có sự cố .Mạch dòng và áp là loại mạch cấp 
tín hiệu xoay chiều cho rơle thì mạch cấp nguồn nuôi cho rơle là mạc dùng điện một 
chiều cấp từ dàn ắc quy của trạm . 
d. Chức năng chỉ thị trạng thái và bảo hiệu sự cố : 
 Mạch này dùng để chỉ trạng thái làm việc của thiết bị điện nhất thứ ( mạch chỉ 
thị trạng thái ) khi vận hành bình thường và báo hiệu khi sự cố ( mạch điện báo sự cố ). 
 Mạch điện chỉ trạng thái thường dùng đèn báo trạng thái làm việc của thiết bị 
như : 
- Trạng thái máy cắt điện " đóng "( đèn đỏ sáng ), " cắt " ( đèn xanh sáng) 
- Đèn chỉ thị trạng thái " đóng " hoặc " cắt " của dao cách ly . 
- Đèn chỉ thị chế độ làm việc của thiết bị làm mát máy biến áp . 
 41 
 Mạch báo hiệu sự cố dùng âm thanh ( chuông, còi điện ) để báo động khi có sự 
cố trong trạm biến áp ( như sự cố rơle bảo vệ tác động cắt máy cắt ; sự cố của thiết bị 
nhất thứ : máy biến áp, máy cắt  ) và dùng đèn báo sự cố để chỉ thị thiết bị có sự cố, 
pha ( A,B hoặc C ) bị sự cố . 
e. Mạch truyền tín hiệu xa : 
 Mạch này có chức năng truyền tín hiệu xa : tín hiệu bảo vệ, tín hiệu đo lường 
 Được sử dụng trong hệ thống SCADA . 
a. Sơ đồ một sợi ( One- line diagram ) : 
 Chỉ vẽ một mạch để chỉ mạch điện xoay chiều ba pha, nhưng trên sơ đồ vẫn vẽ 
đầy đủ tất cả các thiết bị ( dù có thiết bị ấy chỉ nối mạch trên một pha hoặc nối mạch 
trên ba pha ) và cách nối mạch liên kết các thiết bị . 
- Nếu sơ đồ một sợi chỉ vẽ các thhiết bị nhất thứ và mạch điện nhất thứ thì có sơ đồ 
một sợi nhất thứ . 
- Nếu sơ đồ một sợi vẽ mạch điện nhất thứ và vã thêm các mạch nhị thứ, biến dòng 
điện, biến điện áp nối thiết bị đo đếm, rơle bảo vệ thì có sơ đồ một sợi nhất nhị thứ . 
 Trên sơ đồ một sợi có ghi các thông số kỹ thuật định mức và chỉ tên vận hành 
các thiết bị đó . 
 b. Sơ đồ ba sợi : 
 Vẽ đủ ba mạch để chỉ mạch điện xoay chiều ba pha, thể hiện tất cả các thiết bị ( 
một pha , ba pha ) và cách nối mạch điện liên kết các thiết bị điện . 
 Sơ đồ ba sợi có thể vẽ mạch điện ba pha nhất thứ hoặc vẽ mạch điện ba pha nhị 
thứ biến dòng điện, biến điện áp và cũng có thể vẽ cả mạch ba pha nhất thứ, nhị thứ 
trên cùng một sơ đồ . 
 Trên sơ đồ ba sợi, có ghi các thông số kỹ thuật định mức và chỉ tên vận hành 
các thiét bị điện . 
 c. Sơ đồ nguyên lý . ( Schematic diagram ) 
 Vẽ mạch điện nối các thiết bị theo qui luật nhất định, nhằm trình bầy rõ ràng 
nguyên lý vận hành của một hay nhiều mạch điện . 
- Sơ đồ nguyên lý hợp nhất . 
- Sơ đồ nguyên lý dangh khai triển . 
 d. Sơ đồ nối dây : 
 Sơ đồ này thườngv dùng chi mạch nhị thứ. Sơ đồ chỉ dẫn nối hai đầu dây của 
mỗi dây dãn điện ( có ghi số hiệu dây dẫn, mầu vỏ bọc, tiết diện dây ) vị trí nối cáp 
điện ( có ghi số hiệu cáp, tiết diện cáp, số lõi cáp ) nối đến các thiết bị điện nhị thứ và 
các trạm nối dây nhằm thực hiện mạch điện đã được xác định theo sơ đồ nguyên lý . 
 Sơ đồ nối dây có thể được thay thế bằng các bảng nối dây, bảng nối cáp gồm 
các chi tiết nối hai đầu dây dẫn, hai đầu lõi cáp ghi trong các cột , các hàng của bảng 
. 
 e. Sơ đồ khối : 
 Trường hợp thiết bị điện gồm nhiều phần tử được kết nối bởi nhiều mạch điện 
phức tạp ta phải trình bầy dưới dạng sơ đồ khối . 
 g. Sơ đồ bố trí thiết bị : 
Sơ đồ vẽ sự bố trí thiết bị trên mặt bằng , trên tủ bảng điện, vị trí lắp đặt cáp điện trong 
mương cáp, ống cáp trên mắt bằng trạm . 
 42 
2: Kết cấu hệ thống nước kỹ thuật. 
Để đảm bảo an toàn điện cần phải thực hiện đúng các quy định: 
· Nhân viên phục vụ điện phải hiểu biết về kỹ thuật điện, hiểu rõ các thiết bị, sơ đồ 
và các bộ phận có thể gây ra nguy hiểm, biết và có khả năng ứng dụng các quy phạm 
về kỹ thuật an toàn điện, biết cấp cứu người bị điện giật. 
· Khi tiếp xúc với mạng điện, cần trèo cao, trong phòng kín ít nhất phải có 2 người, 
một người thực hiện công việc còn một người theo dõi và kiểm tra và là người lãnh 
đạo chỉ huy toàn bộ công việc. 
· Phải che chắn các thiết bị và bộ phận của mạng điện để tránh nguy hiểm khi tiếp 
xúc bất ngờ vào vật dẫn điện. 
· Phải chọn đúng điện áp sử dụng và thực hiện nối đất hoặc nối dây trung tính các 
thiết bị điện cũng như thắp sáng theo đúng quy chuẩn. 
 43 
· Nghiêm chỉnh sử dụng các thiết bị, dụng cụ an toàn và bảo vệ khi làm việc. 
· Tổ chức kiểm tra vận hành theo đúng các quy tắc an toàn. 
· Phải thường xuyên kiểm tra dự phòng cách điện của các thiết bị cũng như của hệ 
thống điện. 
b). Các biện pháp kỹ thuật an toàn điện. 
· Trước khi sử dụng các thiết bị điện cần kiểm tra: 
o Cách điện giữa các pha với nhau, giữa pha và vỏ. 
o Trị số điện trở cách điện cho phép: phụ thuộc vào điện áp của mạng điện: 
♦ Đối với mạng điện dưới 1000[V] điện trở cách điện phải lớn hơn 1000[Ôm/V],tức là 
1[kiloom/V] 
 VD: Với mạng điện áp 220[V] điện trở cách điện ít nhất phải là: 
♦ Đối với các thiết bị điện có điện áp tới 500[V]: Quy phạm an toàn điện quy định 
điện trở cách điện là 0,5 [Mega ôm/Vôm] để đảm bảo an toàn. 
· Ở những nơi có điện nguy hiểm, để đề phòng người vô tình tiếp xúc, cần sử dụng 
tín hiệu, khoá liên động và phải có hàng rào bằng lưới, có biển báo nguy hiểm. 
· Sử dụng điện áp thấp, máy biến áp cách ly. 
· Sử dụng máy cắt điện an toàn. 
· Hành lang bảo vệ đường dây điện cao áp trên không: giới hạn bởi hai mặt đứng 
song song với đường dây, có khoảng cách đến dây ngoài cùng, khi không có gió: 
 44 
Trong tất cả các thiết bị đóng mở điện như cầu dao, công tắc, biến trở của các máy 
công cụ phải che kín những bộ phận dẫn điện. Các bảng phân phối điện và cầu dao 
điện phải đặt trong các hộp tủ kín, bằng kim loại, có dây tiếp đất và phải có khoá hoặc 
then cài chắc chắn. Phải ghi rõ điện áp sử dụng ở các cửa tủ chứa phân phối điện. 
Khi đóng mở cầu dao ở bảng phân phối điện phải đi ủng cách điện. Các cần gạt cầu 
dao phải làm bằng vật liệu cách điện và khô ráo. Tay -ớt hoặc có nhiễu mồ hôi cấm 
không được đóng mở cầu dao bảng phân phối điện. Chỗ đứng của công nhân thao tác 
công cụ phải có bục gỗ thoáng và chắc chắn. 
Đề phòng điện rò ra các bộ phận khác và để tản dòng điện vào trong đất và giữ mức 
điện thế thấp trên các vật ta nối không bảo vệ, nối đất an toàn và cân bằng thế. Nối đất 
nhằm bảo vệ cho người khi chạm phải vỏ các thiết bị điện trong trường hợp cách điện 
của thiết bị bị hư. 
 45 
 Tài liệu tham khảo: 
 1. Máy bơm và các thiết bị cấp thoát nước - Ths Lê Dung – Ts Trần Đức Hạ - 
NXB Xây dựng - Hà Nội 2002. 
 2. Xử lý nước cấp - PTS Nguyễn Ngọc Dung - NXB Xây dựng - Hà Nội 1999. 
 46