گزارش کارآموزی پروژه برق

گزارش کارآموزی پروژه برق  فهرست مقدمه فصل اول     آب به عنوان منبعي جهت توليد انرژي الكتريكي فصل دوم     طراحي و ساخت شير پروانه اي فصل سوم    طراحي و ساخت توربين فصل چهارم     طراحي و ساخت ژنراتور فصل پنجم        ترانسفورماتور –با س داكت فصل ششم        معرفي برخي ازتست‌ها وتابلوهاي كنترلي واحدهاي نيروگاه

گزارش کارآموزی پروژه برق

دستاوردهاي پروژه ملي كارون 3 با توجه به محدوديت هاي توپو گرافيك و تكنيكي سهم توليد انرژي بوسيله نيروي آب در جريان هم اكنون حدود 25% است. اين ميزان در كشور ما حدود 5% است اما با توجه به پتانسيل طبيعي و دانش و تجربه ساليان اخير امكان توسعه آن تا 40%  نيز وجود دارد.

نيروگاه 2000MW مگاواتي كارون 3 نقش عمده اي را در اين زمينه بر عهده دارد. اين نيروگاه علاوه بر تامين 4172 ميليون كيلو وات ساعت انرژي ساليانه در زمان اوج مصرف برق بار پيك شبكه را تامين مي‌كند، متوازن كننده توان راكتيو جهت بهبود ضريب توان انرژي الكتريكي شبكه سراسري برق كشور است و وظيفه كنترل فركانس برق سراسري را بر عهده دارد گزارش کارآموزی پروژه برق كه از لحاظ اين موارد در بين نيروگاههاي موجود در كشور منحصر به فرد است. با توجه به اهميت پروژه ملي سد و نيروگاه كارون 3 ضمن در اختيار قرار گرفتن دانش روز دنيا و استفاده از تجربيات شركت هاي معتبر بين المللي از تمام پتانسيل داخلي جهت برنامه ريزي و كنترل و مديريت پروژه استفاده شده است.

 تاريخچه طراحي و ساخت نيروگاه آبي كارون 3

گزارش کارآموزی پروژه برق سد و نيروگاه كارون 3 در استان خوزستان بر روي رودخانه كارون و در فاصلهkm 140هوايي شمال شرق اهواز واقع شده است.  نوع سد كارون 3 بتني نازك دو قوسي است. طول تاج سد 462  متر و ارتفاع آن از پي 205 متر است. آغاز فعاليت هاي ساختماني اصلي كارون3 در سال1377  بوده و نصب تجهيزات نيروگاهي اين پروژه از اسفند ماه 1377 آغاز شده است، احداث اين سد باعث بوجود آمدن درياچه اي به وسعت48Km.m و حجمي در حدود3 ميليارد مي شود.

هدف اصلي اين پروژه توليد انرژي الكتريكي با استفاده از نيروي آب است،  با توجه به شرايط توپوگرافي منطقه، نيروگاه كارون 3 زيرزميني طراحي شده و در تكيه گاه راست و حدود m400 پائين تر از محور سد ، در دل صخره هاي سخت زاگرس واقع شده است.

دو پارامتر اصلي در شناخت و طراحي يك نيروگاه آبي متوسط حجم عبوري آب رودخانه و اختلاف ارتفاع آب بين درياچه سد و پاياب نيروگاه است. پس از محاسبات صورت گرفته و با توجه به اهداف سد و نيروگاه كارون 3 نهايتا ظرفيت كل 2040 مگاوات با 8 واحد 255 مگاواتي بهترين گزينه ممكن تشخيص داده شد.

در پروژه سد و نيروگاه كارون 3 اختلاف ارتفاع خالص بين مخزن سد با پاياب حدود 161متر وdb عبوري آب از هر واحد است.گزارش کارآموزی پروژه برق آبگير نيروگاه كه در سمت راست بدنه سد واقع شده اولين سازه ايست كه وظيفه كنترل و هدايت آب را در مسير نيروگاه بر عهده دارد، اين سازه به تونل آبگير با قطر12.6 متر متصل است. يكي از اين تونل‌ها جهت طرح توسعه نيروگاه در آينده پيش بيني شده و هم اكنون در طول200 متري مسدود است. هر يك از دو تونل بتني آبگير در يك دو راهي به يا بي‌فوركيشن به دو تونل آب‌بر با فطر9.5 متر تبديل مي‌شود. در مسير اين دو تونل آب بعد از عبور از موقعيت دريچه هاي‌اضطراري وارد شفت‌هاي عمودي مي شود.

در انتهاي شفت‌هاي عمودي 4 تونل آب بر هريك با رسيدن به يك دو راهي ديگر تبديل به دو تونل با پوشش فلري بنام پنستاك با قطر 5 متر مي شود. و آب پس از طي مسيري نزديك به 600 متر به اولين تجهيزات اصلي نيروگاه يعني شيرهاي ورودي مي‌رسد. آب پس از گذشتن از شيرهاي ورودي به توربين مي‌رسد و با به چرخش در آوردن توربين باعث به حركت در آوردن بخش متحرك ژنراتور مي‌شود. آبي كه از ميان پره‌هاي توربين گذر كرده بوسيله لوله مكش يا درافت تيوب از توربين خارج شده از طريق تونل‌هاي پاياب به رودخانه هدايت مي‌شود  .

فصل اول

آب به عنوان منبعي جهت توليد انرژي الكتريكي

ادامه زندگي براي بشر امروزه بدون انرژي الكتريكي ناممكن است صنايع سنگين و سبك تجهيزات كشاورزي بيمارستان ها و سيستم هاي امدادي خطوط نقل و انتقال هوايي، زميني و دريايي، رسانه‌هاي جمعي و شبكه‌هاي ارتباطي و حتي روزمره‌ترين و ضروري‌ترين وسايل خانگي و زندگي شهري بدون الكتريسيته كارايي خود را از دست مي دهند.گزارش کارآموزی پروژه برق  در مقابل دسترسي مطمئن و هميشگي به برق، رشد اقتصادي، توسعه صنعتي و رفاه عمومي را امكان پذير مي‌سازد و اين نكته در مورد كشور رو به رشدي چون ايران اهميتي مضاعف مي‌يابد.

1-1: چگونه مي توان انرژي الكتريكي را توليد كرد؟

امروزه روش‌هاي مصنوعي براي توليد الكتريسيته وجود دارد.  در فرايند توليد  انرژي الكتريكي يكي از فرم‌هاي مختلف انرژي  به انرژي الكتريكي تبديل مي شود، اين فرايند تبديل انرژي در نيروگاه انجام مي‌شود. از انواع انرژي كه مي‌توان با تبديل آنها انرژي الكتريكي را توليد نمود، مي‌توان به انرژي آب ، باد، شيميايي، فسيلي، اتمي و… اشاره كرد.

بسته به انرژي كه براي توليد انرژي الكتريكي استفاده مي‌شود، نيروگاه‌ها به اشكال زير دسته بندي مي شوند:

1-1-1-نيروگاه آبي:

در اين نوع نيروگاه انرژي پتانسيل آب پشت سد به انرژي جنبشي و سپس به انرژي الكتريكي تبديل مي‌شود. اين نيروگاه‌ها داراي راندمان بالا بيش از 85%مي باشند.

نيروگاه هاي آبي را بسته به ارتفاع آبي كه جهت چرخش توربين مورد استفاده قرار مي‌گيرد به سه دسته زير تقسيم مي‌كنند :

الف- نيروگاه آبي با فشار كم : در اين نيروگاه ارتفاع آب هنگام ريزش 25 تا 30 متر است  .

ب- نيروگاه آبي با فشار متوسط: در اين نيروگاه ارتفاع آب هنگام ريزش 30 تا 100متر است  .

ج- نيروگاه آبي با فشار زياد: در اين نيروگاه ارتفاع آب هنگام ريزش 100 تا 400 متر است .

1-1-2- نيروگاههاي حرارتي

نيروگاههايي هستند كه با سوخت فسيلي كار مي‌كنند كه به سه دسته زير تقسيم مي شوند:

الف- نيروگاه بخار :  در اين نيروگاه توسط سوخت فسيلي آب به بخار با درجه حرارت بالا حدود 560 درجه سانتيگراد تبديل شده و توسط آن توربين ژنراتور به چرخش در مي‌آيد. اين نيروگاهها داراي راندمان 30 تا 40 درصدي مي‌باشند .

ب- نيروگاه گازي : در اين نيروگاه توسط سوخت فسيلي هوا را به عنوان گاز گرم كرده و به توربين ژنراتور اعمال مي‌شود. نيروگاه‌هاي گازي در اندازه‌هاي كوچك 50 تا 300 مگاوات ساخته مي‌شوند و بيشتر به صورت نيروگاه پشتيبان مورد استفاده قرار مي گيرند.گزارش کارآموزی پروژه برق اين نيروگاهها داراي راندمان 20 تا 30 درصدي مي‌باشد .

ج- نيروگاه سيكل تركيبي:  اين نوع نيروگاه تركيبي از دو نيروگاه بخار و گازي مي باشد. گاز خروجي توربين نيروگاه گازي كه داراي دماي بالا حدود 500 درجه سانتيگراد مي‌باشد جهت گرم كردن آب يا بخار آب در نيروگاه بخار استفاده مي شود.

1-1-3-نيروگاه هسته اي

در اين نيروگاه‌ها از انرژي نهفته در هسته اتم براي توليد انرژي الكتريكي استفاده مي‌شود. اگر هسته اتم شكسته شود جرم اتصالي به انرژي‌اي مطابق انرژي انيشتين تبديل مي‌شود (E=MC2) اين كار در راكتور اتمي انجام مي‌شود .

1-1-4-نيروگاه بادي

1-1-5-ژنراتور خورشيدي

1-1-6-ژنراتور ترموكوپل

1-1-7-ژنراتور جزر و مد

. . .

1-2-دلايل استفاده از نيروگاه آبي

اما طبيعي است اگر همه ي نگاهها به سوي استحصال اين انرژي از طريق اقتصادي تر معطوف گردد در اين عرصه يكي از مهمترين روشهاي توليد انرژي الكتريكي از نيروي آب يا هيدر‌‌ ‌‌‌‌و الكتريك است . در اين شيوه با تبديل انرژي پتانسيل آب به انرژي جنبشي و سپس تبديل آن به انرژي مكانيكي و با استفاده از تجهيزات هيدرو الكتريكي و الكترو مكانيكي انرژي الكتريكي بدست مي آيد. به نيروگاه‌هايي كه به اين روش توليد الكتريسيته مي‌كنند، نيروگاه آبي مي‌گويند  .

در اين روش علاوه بر مزايايي چون عدم آلودگي محيط زيست و برگشت پذير بودن انرژي مورد نياز نيروگاه‌هاي آبي نسبت به ساير اشكال نيروگاهي بهره دهي بسيار بالاتري دارد و الا رقم مدت اجرا و راه اندازي زياد و سرمايه گذاري اوليه بالا با توجه به دامنه توان مناسب عمر مفيد و هزينه نگهداري پايين بسيار اقتصادي‌تر است  .

در نيروگاههاي آبي دستيابي به حجم مخزن مطمئن آب و ارتفاع مناسب آن شرطي لازم است و اين شرط احداث يك سد بر روي جريان رودخانه را ضروري مي نمايد به همين جهت از ديرباز رودخانه‌هاي ايران با هدف احداث سد و توسعه نيروگاه‌هاي آبي مخزني مورد مطالعه قرار گرفته اند.

1-3-نيروگاه برق آبي كارون 3

فرآيند توليد انرژي الكتريكي در نيروگاه كارون 3 نيز همانند ساير نيروگاه‌هاي آبي مي‌باشد. گزارش کارآموزی پروژه برق در اين نيروگاه آب ذخيره شده پشت بدنه سد از طريق دريچه هاي آبگير وارد تونل‌هاي آبگير شده و با گذر از تونل‌هاي آب‌بر به شيرهاي پروانه اي درون گالري شيرها مي‌رسد. در صورت بازبودن اين شيرها آب وارد توربين شده و با چرخاندن پره‌هاي توربين يا رانر انرژي آب باعث چرخش محور ژنراتور مي‌شود، با چرخيدن اين محور با تكيه بر فرايند القاي ولتاژ از طريق ميدان مغناطيسي كه از چرخش اين محور  درون روتور ژنراتور ايجاد مي‌شود و به كمك سيستم تحريك ژنراتور ولتاژي درون سيم پيچهاي استاتور القا مي گردد كه اين ولتاژ توسط ترانس‌هاي قدرت افزايش داده شده و به خطوط انتقال ارسال مي گردد . تجهيزات اصلي كه در اين نيروگاه به منظور توليد برق بكار رفته اند و در فصول بعد در مورد  آنها توضيحاتي داده مي‌شود عبارتند از :

1-3-1- شير پروانه‌اي

1-3-2- توربين

1-3-3- ژنراتور

1-3-4- ترانسفورماتور قدرت

فصل دوم

شير پروانه‌اي

پروژه برق

گزارش کارآموزی پروژه برق شيرهاي اصلي نيروگاه كارون 3 يكي از بزرگترين تجهيزات بكار رفته در نيروگاه ميباشد كه اين شيرها از نوع پروانه اي هستند.

2-1- طراحي و ساخت شير پروانه اي

شيرهاي ورودي نيروگاه در مغاري به طول 240 متر ، ارتفاع 24.5  متر و عرض 9  متر قرار دارند كه به آن گالري شيرها گفته مي‌شود، اين گالري از  شير پروانه اي تشكيل شده كه هر شير وظيفه قطع و وصل جريان آب ورودي به توربين را بر عهده دارد.

از8 شير پروانه اي ساخت 4 دستگاه آن‌ها در كشور چين انجام شده و  دستگاه ديگر نيز با نظارت شركت سازنده چيني در داخل كشور ساخته شده‌اند.گزارش کارآموزی پروژه برق پس از اتمام مراحل ساخت و مونتاژ اوليه در كارخانه بايد چند تست ضروري براي اطمينان از صحت عملكرد شير ساخته شده صورت گيرد. شير پروانه‌‌‌ا‌ي‌هاي نيروگاه كارون 3 براي تحمل فشار 23.2  بار معادل 2.32  مگا پاسكال طراحي شده‌اند. سپس در تست هيدرواستاتيك فشاري معادل 34.8  بار به شير پروانه اي وارد مي‌شود. در اين تست  عملكرد قطعات و اتصالات، دقت جوشكاري‌ها و ميزان نشتي مجاز شير پروانه اي مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

پس از آزمايشات و تستهاي فني در صورت دارا بودن شرايط لازم شيرهاي پروانه اي منتقل مي‌شوند، قطعات شير پروانه اي بايد دمونتاژ شده و براي مونتاژ مجدد در محل نصب آماده شوند به همين منظور يك جرثقيل سقفي با ظرفيت 100 تن و با دهانه 8  متر در گالري شيرها تعبيه شده است .

 

2-2-وظايف شير پروانه اي

شيرهاي ورودي نيروگاه محل اتصال تونلهاي آبرسان  با نيروگاه هستند. شير پروانه اي‌‌ها وظيفه حفاظت از نيروگاه را بر عهده دارند. شيرهاي پروانه اي در صورت لزوم جريان آب را قطع يا وصل مي‌كنند.  اين بخش بگونه اي طراحي مي‌شود كه مقاومت مسير در مقابل عبور آب و اصطكاك انرژي آن را به حداقل برساند.

بر اثر ضربه قوچPenstack   ها دچار تغييرات طولي مختصري مي‌شوند. وظيفه ديگر شير پروانه اي‌‌ها اين است گزارش کارآموزی پروژه برق كه بوسيله اتصالات كشويي خود مانع از انتقال اين جابجايي به مجموعه توربين‌ها شود. شير پروانه اي‌‌ها بگونه اي طراحي شده‌اند كه در شرايط اضطراري مي‌توانند به شكل خودكار و بدون نياز به نيروي خارجي بسته شده از عبور آب و رسيدن آن به مجموعه توربين جلوگيري كند .

 

 

2-3- قطعات شير پروانه اي

شير پروانه اي از بزرگترين سازه‌هاي مكانيكي نيروگاه است وزن مجموعه كامل هر شير پروانه اي بالغ بر 270  تن مي‌شود. قطر شير پروانه اي 5.2 متر است.  اولين قطعه اصلي شير پروانه اي كه در محل خود نصب مي‌شود ديسك شير پروانه اي به وزن تقريبي70   تن است. بعد از ديسك بدنه شير پروانه اي با وزن تقريبي 65 تن با جرثقيل حمل شده و در طرفين ديسك نصب مي‌شود، سپس نوبت به لوله بالادست با وزن تقريبي 28 تن و لوله پايين‌دست با وزن 11 تن مي‌رسد.  باز و بسته نمودن شير پروانه اي به كمك دو سرو موتور هيدروليكي هريك به وزن تقريبي9  تن انجام مي‌شود كه در طرفين بدنه شير قرار گرفته اند.  قطر اين دو سرو موتور 800 ميلي متر است كه با فشار كاري 40 بار كار مي‌كند .

 

     2-4- بازو بسته كردن شير پروانه اي

مكانيزم شير پروانه اي بگونه‌ايست كه در حالت عادي و عدم وجود فشار از سوي سرو موتورها تحت اثر نيروي دو وزنه كه توسط بازوهايي به محور شير متصل شده اند گزارش کارآموزی پروژه برق و به دليل عدم هم محوري شير و بدنه آن بسته بماند. سرو موتورها با غلبه بر نيروي اين وزنه‌هاست كه ديسك شير را به صورت افقي در آورده و آن را باز مي‌كنند. سرو موتورها نيز به لحاظ صحت كاركرد و عدم وجود معايبي چون نشتي روغن چندين تست را پشت سر مي‌گذارند .

باز شدن شير در مدت زماني حدود 60 ثانيه انجام مي‌پذيرد. مدت زمان بسته شدن شير نسبت به تنظيمات آن بين 60 تا 300 ثانيه متغير است. نكته مهم در اين مورد همسان بودن فشار آب در دو سوي بالا دست و پايين دست شير پروانه ايست.  براي ايجاد اين تعادل شيرهاي كنار گذري در كنار شير پروانه اي تعبيه شده اند كه با انتقال تدريجي آب از بالا دست به پايين دست توسط لوله‌هاي تعادل فشار دو سوي ديسك را همسان مي‌كنند.

سپس سرو موتورها وارد عمل شده و شير پروانه اي را در حالت باز قرار مي‌دهند، به واقع در شرايط عادي و هنگامي كه نيروگاه در حال كار است تمام فضاي داخل شير پروانه‌اي‌ها و توربين بايد كاملا از آب پرشده و عاري از هوا باشد..

هواگيري اين مجموعه توسط شير تعبيه شده در پايين دست شير پروانه اي  انجام مي‌شود عملكرد سرو موتورهاي شير پروانه اي توسط واحد قدرت يا Power Pack  كنترل مي‌شود كه بوسيله يك سيستم تأمين كننده فشار با استفاده از رانده شدن روغن پر فشار به لوله هاي انتقال سرو موتورها شده آنها را فعال مي‌كند.

شرايط شير بوسيله لوله‌هاي پيزومتري با فشارسنج كنترل مي‌شود. بازو بسته شدن شيرها بايد در زماني انجام گيرد كه ويكت گيت‌هاي توربين بسته باشد، فقط بعد از گشودگي كامل شير پروانه اي امكان راه اندازي توربين فراهم مي‌شود و آب از  ميان شير پروانه‌اي امكان عبور پيدا مي‌كند.

در شرايط اضطراري كه ويكت گيت‌هاي توربين امكان قطع جريان را نداشته باشند شير پروانه اي توانايي قطع مسير عبور آب را داراست، در اين وضعيت فشار بالابري سرو موتورها خنثي مي‌شود