Khoa học công nghệ điện - Số 5 - Năm 2018

 cao phu phức hợp và hòa trong thiết kế kiến trúc 
chung của công trình. Các ống khói được tích hợp với tòa nhà văn phòng và phòng điều khiển. Nhiệt dư thừa từ ống khói được 
sử dụng để sưởi ấm văn phòng và các tòa nhà khác tại hiện trường (Ảnh: st)
không phải hạ thấp nhiệt độ hơi nước hoặc giảm 
độ tin cậy của tổ máy.
Cho đến nay Nhà máy Samcheok chủ yếu đốt 
than nhập khẩu từ Indonesia. Nhà máy này được 
thiết kế để đốt nhiều loại than có nhiệt trị dao động 
từ 3.400 đến 6.000 kcal/kg. Nhà máy này gần đây 
đang tìm nguồn than từ lưu vực sông Powder (Mỹ) 
cũng như từ các nước khác.
Nhà máy này cũng đồng thời đốt cả sinh khối 
nữa. Nhà máy được thiết kế để sử dụng tới 5% sinh 
khối làm nguồn nhiệt. Đó là điều mà KOSPO mong 
muốn, sử dụng nguồn sinh khối trong nước. Và họ 
có thể tăng số lượng đó. Hàn Quốc có diện tích rừng 
lớn, giúp cung cấp năng lượng sinh khối. Nhà máy 
có các lựa chọn để khai thác phế thải gỗ tái chế từ 
ngành công nghiệp xẻ gỗ của quốc gia này, và cũng có 
thể nhập khẩu viên gỗ từ thị trường nước ngoài.
Than cấp cho nhà máy được tích trữ trong các kho chứa 
kín và được vận chuyển bằng băng tải kín tới các lò hơi. Như 
vậy không có các đống than trên mặt đất, hay là gặp phải 
các vấn đề về bụi than trong vùng lân cận của nhà máy.
Nhà máy cũng phấn đấu đạt được hiệu suất năng 
lượng và tính bền vững trên toàn bộ khu phức hợp. Các 
ống khói của nhà máy nhiệt điện than được tích hợp với 
các tòa nhà văn phòng của nhà máy và phòng điều khiển 
(Hình 1). Nhiệt dư thừa từ các ống khói được sử dụng 
để sưởi ấm các tòa nhà văn phòng và các tòa nhà khác 
tại đây. Hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh sử 
dụng cả ánh sáng tự nhiên và đèn LED.
KOSPO cũng tập trung vào việc bảo toàn và tái chế 
nước, đảm bảo nước cấp cho nhà máy thông qua dàn 
lọc, lọc nước mưa và khử mặn nước biển. Nhà máy này tái 
chế tất cả các dòng nước thoát ra ngoài bằng hệ thống 
xử lý nước và nước thải tích hợp. Ngoài ra, KOSPO còn có 
kế hoạch lắp đặt các tấm pin mặt trời trên các mái nhà, kể 
cả các kho chứa than.
Việc sử dụng CFB sẽ tăng lên khi nhiều công ty điện 
lực hơn thấy được lợi thế từ tính linh hoạt của nhiên liệu, 
giảm bớt công tác bảo trì, vận hành đơn giản và giảm 
phát thải. Tóm lại, đáp ứng yêu cầu của thị trường phát 
điện vốn luôn tìm kiếm lợi thế về môi trường và kinh tế.
Biên dịch: Trần Việt Tiến
Theo “Power”, số 8/2018
BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
Korea Southern Power Co, (KOSPO) đặt 
một số mục tiêu cho Nhà máy điện Sam-
cheok Green của họ, bao gồm làm cho nhà 
máy hiệu quả về chi phí và thân thiện với 
môi trường. Công nghệ lò hơi tầng sôi tuần 
hoàn (CFB) của Sumitomo SHI FW giúp 
đáp ứng được các yêu cầu này, bởi vì:
Sumitomo CFB sử dụng được nhiều 
loại nhiên liệu giúp KOSPO linh hoạt 
hơn trong khâu mua sắm nhiên liệu, có 
thể tiết kiệm được hàng triệu đô la chi 
phí nhiên liệu trong suốt vòng đời của 
nhà máy.
Công nghệ này không cần có thiết bị 
khử lưu huỳnh khí thải để kiểm soát 
SOx, giúp tiết kiệm hàng triệu chi phí 
xây dựng.
Quy trình đốt cháy CFB ở nhiệt độ 
thấp, kết hợp với công nghệ hơi nước 
trên siêu tới hạn, mang lại cho KO-
SPO một nhà máy có hiệu suất cao và 
lượng khí thải thấp.
Thiết bị kiểm tra Cuộn cắt B10E 
của Megger (Dover, Vương quốc 
Anh) là nguồn cấp điện xoay chiều 
(AC) và một chiều (DC) đáng tin 
cậy và ổn định để thử nghiệm máy 
cắt điện. Nó cũng cung cấp điện 
áp đầu ra biến đổi vô cấp 24-250V 
AC hoặc DC, đầu ra riêng biệt cho 
cuộn dây đóng, cuộn cắt và điện 
áp động cơ căng lò xo, và kích hoạt 
trực tiếp cho thử nghiệm điện áp 
cắt tối thiểu.
Cần có điện áp DC thay đổi 
được để thử nghiệm máy cắt điện. 
Không nên sử dụng các acqui trạm 
biến áp vì sẽ gây rủi ro đáng kể 
cho nhân viên thử nghiệm, thiết 
bị thử nghiệm và cả các thiết bị 
đang được thử nghiệm. Cách tốt 
nhất để xác định xem các cuộn 
dây solenoid và các cơ chế bảo 
vệ có phản ứng chậm hay không, 
hoặc có chỉnh định không đúng 
THIẾT BỊ KIỂM TRA MÁY CẮT ĐIỆN
Thiết bị kiểm 
tra Cuộn cắt 
B10E 
(Ảnh: st)
cách hay không là phải thực hiện 
thử nghiệm ở mức điện áp cắt tối 
thiểu. Thử nghiệm điện áp cắt tối 
thiểu được mô tả trong một số tiêu 
chuẩn quốc tế và quốc gia như IEC 
62271-100, ANSI C37.09 v.v.
Nguồn cấp điện áp DC B10E có 
thể được sử dụng để thử nghiệm 
các cuộn dây máy cắt điện theo 
cách này. Nó cung cấp một điện áp 
DC thay đổi không có gợn sóng mà 
có thể dễ dàng phù hợp với phụ tải 
cao, biến đổi.
Biên dịch: Nguyễn Thị Dung
Theo “Utilityproducts”, số 5/2018
30 31 KHCN Điện, số 5.2018
SÁNG KIẾN KỸ THUẬT
A. MÔ TẢ GIẢI PHÁP
1. Tình trạng kỹ thuật tổ chức sản 
xuất hiện tại
- Cơ cấu cơ khí phản hồi độ mở hiện 
tại sử dụng bộ nhông truyền có tỷ số 
truyền 1/150, được gia công lắp đặt trên 
gối xoay cửa van cung.
- Cơ cấu chuyển đổi tín hiệu từ góc quay 
của gối trục sang tín hiệu điện, thông qua 
bộ encoder có độ phân giải 1/2.000 vòng.
- Khi thực hiện điều tiết (nâng, hạ các 
cửa van cung), cơ cấu đọc độ mở làm việc 
sai dẫn đến độ mở hiển thị trên thiết bị 
không đúng với độ mở thực tế. Hơn nữa, 
khi thực hiện điều tiết nhiều lần (khoảng 
> 4 lần) độ mở sẽ chỉ báo dần về 0 m. 
Nhông truyền sau một thời gian ngắn vận 
hành bị lệch, các bánh răng truyền động 
bị hỏng.
- Không thực hiện được điều khiển từ xa 
từ Hệ thống điều khiển trung tâm của Nhà 
máy do lỗi không đồng bộ các thiết bị điều 
khiển, tín hiệu đưa về trung tâm không đủ, 
dẫn đến Trưởng ca vận hành không giám sát 
được đầy đủ tình trạng các cửa van cung.
- Các tiếp điểm giới hạn hành trình sử 
dụng tiếp điểm cơ khí và chấp hành thông 
qua cơ cấu cáp phản hồi, cơ cấu cáp phản 
hồi không đồng nhất, khi vận hành có sai 
số lớn. 
- Thường xuyên xảy ra hiện tượng 
không tác động ở cuối hành trình dẫn đến 
lỗi mạch điều khiển và không thao tác điều 
khiển cửa van được.
1.1 Ưu điểm
Thiết bị điều khiển dùng các PLC S7 300, 
S7 200 của Siemens, PLC GE Fanuc. Các bộ 
điều khiển lập trình hiện đại của các nước 
G7 có chất lượng cao.
1.2 Nhược điểm
- Cơ cấu đo dùng các phản hồi cơ khí 
(cáp phản hồi và nhông truyền) gây sai số 
lớn, khó căn chỉnh, khó bảo dưỡng, tìm 
kiếm nguồn thay thế khó khăn.
- Tuổi thọ bộ nhông truyền thấp, hay hư hỏng.
- Mạch điều khiển thường xuyên hỏng 
hóc vào mùa mưa, mất nhiều thời gian sửa 
chữa, gây tốn nhiều chi phi nhân công.
- Điều tiết dòng chảy không đảm bảo 
kịp thời và không chính xác.
2. Nội dung giải pháp
2.1 Mục đích của giải pháp
- Đọc độ mở các cửa van cung chính xác, 
điều khiển từ xa tại trung tâm Nhà máy, an 
toàn, hiệu quả.
- Khắc phục các lỗi hư hỏng mạch điều 
khiển do việc các tiếp điểm cơ khí làm việc 
không tin cậy, giảm thời gian sửa chữa.
- Sử dụng những thiết bị từ các nước G7 
có chất lượng cao, làm việc ổn định và dễ 
dàng thay thế khi có hư hỏng.
- Làm chủ được dây chuyền công nghệ 
đang sử dụng.
2.2. Những điểm khác biệt của giải 
pháp mới so với giải pháp đang áp dụng
- Loại bỏ cơ cấu cáp phản hồi độ mở cửa 
van cung.
LTS: Ban biên tập ấn phẩm Khoa học Công nghệ Điện xin giới thiệu 
sáng kiến “Nghiên cứu, thiết kế cơ cấu đo độ mở các cửa van cung 
đập tràn” do nhóm tác giả Đỗ Thanh Duy, Đào Tây Nguyên, Nguyễn 
Đăng Hà của Công ty Phát triển Thủy điện Sê San thực hiện, giúp 
giảm nhân công trực và sửa chữa các hư hỏng mạch điều khiển, bảo 
đảm vận hành, điều tiết hồ chứa an toàn, hiệu quả và chính xác.
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐO ĐỘ MỞ 
CÁC CỬA VAN CUNG ĐẬP TRÀN
Bài và ảnh: Nhóm tác giả Công ty Phát triển Thủy điện Sê San
- Loại bỏ nhông truyền động cơ khí, loại 
bỏ tiếp điểm cơ khí giới hạn hành trình cửa 
van cung.
- Đo trực tiếp độ mở cửa van cung bằng 
cảm biến góc nghiêng có đầu ra analog (4-
20mA), cảm biến được lắp đặt tại gối trục.
- Dùng cảm biến tiệm cận lắp tại gối 
Hành trình PLC S7 200 PLC S7 300
Đo độ m
ở
500 m
Cáp quang
PLC GE
Hệ thống 
điều khiển trung tâm
Encoder
Profibus
Hình 1
Gối van cung Chốt hành trình
Cảm biến
tiệm cận
Cảm biến
góc nghiêng
Giá cố định 
cảm biến
Giá cố định 
cảm biến
Các chi tiết gia công
Chốt tác 
động hành 
trình vị trí
Cáp điều khiển
18mm
45mm
40mm
35mm
Hình 2
Cảm biến góc nghiêng
Cảm biến tiệm cận
Hình 3
trục thay thế cho tiếp điểm cơ khí phát hiện 
giới hạn hành trình.
2.3. Mô tả bản chất của giải pháp
+ Lập bản vẽ chi tiết vị trí lắp đặt và các 
chi tiết cần thiết phục vụ lắp đặt (hình 2).
+ Thực hiện đấu nối các tín hiệu đến bộ 
điều khiển lập trình PLC (hình 3).
32 
SÁNG KIẾN KỸ THUẬT
+ Các thông số phục vụ tính toán góc 
mở cho cửa van cung (hình 4).
+ Thông số của cửa van cung:
Ho - độ cao tâm gối quay tính so với 
ngưỡng tràn (9,58m)
Hb - cao trình tâm gối quay (209,5m).
Hc - cao trình ngưỡng tràn (199,9m).
R - bán kính van cung (16,5m)
Ha - Chiều cao cửa van cung (15,6m)
+ Từ công thức ta tính toán được:
αo - góc ban đầu (54,54
o).
Góc mở tối đa (56,56o)
+ Kiểm chứng độ tuyến tính của độ mở 
cửa van cung với góc mở cửa van cung.
- Mặt tiếp giáp với nước của cửa van 
cung là đường cong. Khi cửa van thay đổi 
độ mở thì đường di chuyển của cửa van là 
đường cong mà độ mở thực tế là đường 
thẳng nên không có được đường đặc tính 
tuyến tính tương ứng. Hơn nữa góc mở 
đoạn cửa van ở vị trí dưới cùng và đoạn cửa 
van ở vị trí trên cùng là khác nhau về độ lớn 
của góc nghiêng, dẫn đến trị số đầu ra ana-
log là không tuyến tính. Bằng công thức đã 
cho phép kiểm nghiệm lại chính xác tính 
không tuyến tính của các kết quả.
- Sử dụng cảm biến góc nghiêng IN-
X360D-F99-I2E2 lắp vào gối trục của cửa 
van cung, cảm biến làm nhiệm vụ chuyển 
tín hiệu từ góc nghiêng của cửa van sang 
tín hiệu analog (4÷20) mA. Cảm biến này 
có độ phân giải (0÷360) độ, tương ứng với 
đầu ra (4÷20) mA. Để nâng cao độ chính 
xác cho việc chỉ thị độ mở, cảm biến này đã 
đầu ra ROUND, hàm DI-I, hàm I-BCD để 
chuyển thành mã BCD, và dùng đồng hồ 
Led 7 đoạn (M7F-4P1R) để đọc giá trị độ 
mở cửa van cung.
Thực hiện khai báo mới các hàm truyền 
tại hệ thống Điều khiển trung tâm để truyền, 
nhận các tín hiệu từ PLX STEP 7 điều khiển 
các cửa van cung về Trung tâm điều khiển 
Nhà máy. Bổ sung các tín hiệu trong bản “list 
modbus” tại PLC S7 300 và PLC GE Fanuc để 
nâng cao việc giám sát cho Trưởng ca vận 
hành: Tín hiệu chạy bơm, tín hiệu lỗi tại cửa 
van cung, tín hiệu chỉ thị vị trí các khóa điều 
khiển, tín hiệu bảo vệ tác động, v.v.
Để nâng cao độ chính xác cho việc đọc 
độ mở các cửa van cung, cũng như xử lý các 
vấn đề về sai số trong quá trình lắp đặt, trong 
quá trình hiệu chỉnh sau lắp đặt, nâng cửa 
van từng nấc một (mỗi nấc 0,5m) và đọc giá 
trị từ PLC để xác nhận độ mở thực tế cho cửa 
van được thực hiện. Sau đó thực hiện nạp lại 
chương trình cho PLC theo thông số thực tế 
đọc được ở từng dải đo.
Sau khi thực hiện giải pháp trên các van 
cung làm việc tin cậy và vận hành tin cậy ở 
chế độ điều khiển từ Trung tâm Nhà máy.
được cài đặt lại với góc nghiêng từ (0÷90) 
độ sẽ cho đầu ra tương ứng (4÷20) mA. Sau 
đó việc đấu nối tín hiệu analog từ cảm biến 
vào bộ PLC S7 200 đồng thời với việc lập 
trình cho PLC để xử lý tín hiệu analog trên 
được thực hiện.
- Vấn đề không tuyến tính (Scale analog) 
được giải quyết hoàn toàn khi sử dụng PLC 
S7 200 và lập trình các hàm xử lý tỉ lệ analog 
(scale analog). Việc tính toán theo đặc tính 
được thể hiện qua hình 5.
Công thức tính toán: Ov = [(Osh - Osl) * 
(Iv - Isl) / (Ish - Isl)] +Osl 
Trong đó:
+ Iv: Giá trị analog đọc về từ PLC
+ Osh: Giới hạn trên giá trị đầu ra
+ Osl: Giới hạn dưới giá trị đầu ra
+ Ish: Giới hạn trên của giá trị analog vào
+ Isl: Giới hạn dưới của giá trị analog vào
+ Ov: Giá trị đầu ra mong muốn
- Từ công thức trên ta tính toán được độ 
mở của cửa van ở ngưỡng 0 - 50cm (và các 
ngưỡng độ mở khác) xem bảng 1.
 Mô hình điều tiết các cửa van cũng theo 
đó mà được thể hiện, minh họa qua hình 6, 
với các ngưỡng mở là 0,5 m ở mỗi nấc.
Sử dụng phần mềm MicroWin4.0 lập 
trình các hàm xử lý analog cho PLC S7 
200, sau đó thực hiện và di chuyển vào 
vùng nhớ VD5050. Thực hiện lần lượt đến 
ngưỡng độ mở lớn nhất cho cửa van cung 
(16m). Lập trình để chuyển đổi giá trị đọc 
về từ vùng nhớ VD5050 chuyển đến hiển 
thị tại đồng hồ bởi hàm làm tròn giá trị 
Bảng 1
Ký hiệu Giải nghĩa Tham số
Lv Giá trị đọc về từ PLC (analog) 6520
Osh Giới hạn trên giá trị đầu ra (cm) 50
Osl Giới hạn dưới giá trị đầu ra (cm) 0
Ish Giới hạn trên của giá trị analog vào 6540
Isl Giới hạn dưới của giá trị analog vào 6400
Ov Giá trị đầu ra mong muốn (cm) 42.86
33 KHCN Điện, số 5.2018
Hình 6
3. Quá trình áp dụng giải pháp trên 
thực tiễn hoặc áp dụng thử
Giải pháp được áp dụng cho 8 cửa van 
cung tại Nhà máy thủy điện Sê San 4 từ 
tháng 5/2015 đến tháng 02/2018. Các thiết 
bị vận hành tin cậy, chính xác và chưa có hư 
hỏng xảy ra.
Giải pháp có thể được áp dụng cho tất 
cả các cửa van cung tại các nhà máy thủy 
điện tương tự, ví dụ như Thủy điện Sơn La; 
Thủy Điện Pleikrong; Thủy Điện laly; Thủy 
điện Huội Quảng-Bản chát, v.v.
B. HIỆU QUẢ THỰC TẾ THU ĐƯỢC 
KHI ÁP DỤNG GIẢI PHÁP
1. Hiệu quả dự kiến
- Đảm bảo công tác vận hành, điều tiết 
hồ chứa một cách an toàn, hiệu quả và 
chính xác.
- Làm chủ được dây chuyền công nghệ 
của hệ thống đang sử dụng.
- Giảm người trực thường xuyên tại vị trí 
Đập tràn.
- Giảm nhân công sửa chữa các hư hỏng 
mạch điều khiển.
- Dễ dàng tìm thiết bị thay thế trên thị 
trường, giá thành thiết bị thấp
2. Tính toán giá trị làm lợi
- Trước khi thực hiện giải pháp: Các thiết 
bị cũ thường xuyên hư hỏng phải thay thế 
hằng năm:
+ 8 encoder, mỗi năm 1 lần; giá trị mua 
thay thế: 8 cái X 10 triệu = 80 triệu/năm.
+ 16 tiếp điểm hành trình hỏng do hoen 
gỉ, hỏng cơ khí: 16 cái x 2 triệu = 36 triệu/năm.
+ Nhông truyền động, mỗi năm 4 bộ; giá 
trị mua thay thế: 4 cái x 15 triệu = 60 triệu/năm.
+ Ước tính chi phí khoảng: 176 triệu/năm
Việc tính toán ở đây có tính chất minh 
hoạ để dễ hình dung về định lượng giá trị 
làm lợi. Trên thực tế, giải pháp này đã thực 
sự hữu ích trong điều tiết lũ, điều tiết dòng 
chảy hạ du; trong kiểm soát lưu lượng xả 
theo thiết kế, hạn chế nhiều thiệt hại cho 
công tác điều tiết dòng công suất trên Hệ 
thống Điện Quốc gia, cũng như những bất 
cập không nhỏ khác.
- Số tiền làm lợi trong năm đầu tiên áp 
dụng giải pháp:
+ Sau khi có giải pháp: Từ tháng 5/2015 
đến nay chưa xảy ra hiện tượng hư hỏng.
+ Số tiền làm lợi trong năm đầu tiên có 
thể xem là vào khoảng: 176 triệu/năm
Giá trị đầu ra tương ứng
Giá trị đầu vào 
tương ứng
Osh
Ov
Osl lsl lv lsh
Hình 5
Ho = Hb - HC
αo = arccos ( )
Ho
 R
h = Ho - Rxcos (αo + α)
αo
α
R
h
Ho
Hình 4
8m
7m
6m
5m
4m
3m
2m
1m
0m
7,5m
6,5m
5,5m
4,5m
3,5m
2,5m
1,5m
0,5m
15,5m
Địa chỉ: Tầng 15, tháp A, tòa nhà EVN, 11 Cửa Bắc, Ba Đình, Hà Nội
Điện thoại: 04.66946700 / 04.66946733 - Fax: 04.37725192
Email: evneic@evn.com.vn / tapchidienluc@gmail.com