nguồn thủy năng Hydro power Ts. Nguyễn Tường Dũng

Thủy năng 1. C«ng nghÖ E. Lµ c«ng nghÖ ph¸t triÓn nguån E tù nhiªn thµnh c¸c d¹ng E kh¸c: C¬ n¨ng, ®iÖn n¨ng, nhiÖt n¨ng, quang n¨ng... Nguån E tù nhiªn: Ho¸ n¨ng: than ®¸, dÇu má, khÝ ®èt... C¬ n¨ng: E cña dßng s«ng, sãng biÓn, thuû triÒu, giã... E nguyªn tö: Uran 235, Uran 238...

Thủy năng C¸c d¹ng E trªn ®­îc biÕn ®æi thµnh ®iÖn n¨ng th«ng qua c¸c nmd vµ lµ nguån E truyÒn thèng. E míi: E mÆt trêi, ®Þa nhiÖt, c¸c chÊt sinh khÝ, ®­îc biÕn ®æi thµnh ®iÖn n¨ng th«ng qua c¸c thiÕt bÞ biÕn ®æi E míi.

Thủy năng 2. Vai trß vµ tr÷ n¨ng cña thuû ®iÖn. Trªn thÕ giíi, thuû ®iÖn ngµy cµng ®ãng vai trß quan träng, theo thèng kª n¨m 1995 thuû ®iÖn chiÕm kho¶ng 23,5% tæng ®iÖn n¨ng tiªu thô. Tû lÖ nµy ngµy cµng t¨ng do nh÷ng t¸c ®éng ®Õn m«i tr­êng cña nmnd vµ nmd h¹t nh©n...

Thủy năng

Thủy năng T¹i ViÖt Nam, thuû ®iÖn ®ãng vai trß to lín trong HÖ thèng ®iÖn vµ chiÕm kho¶ng (50-60)% c«ng suÊt toµn hÖ thèng. Nguån thuû n¨ng ë n­íc ta kh¸ lín ­íc tÝnh kho¶ng 271,3 tû kWh vµ cã thÓ sö dông trªn 68,918 tû kWh ®Ó x©y dùng thuû ®iÖn. TËp trung chñ yÕu vµo 3 hÖ thèng s«ng lín lµ: S«ng §µ, s«ng §ång nai, S«ng Sªsan... ®­îc thÓ hiÖn cô thÓ (b¶ng 1-1).

Thủy năng II. T×nh h×nh ph¸t triÓn thuû ®iÖn. Trong HÖ thèng ®iÖn nhiÒu n­íc trªn thÕ giíi, thuû ®iÖn chiÕm tû lÖ t­¬ng ®èi lín, trung b×nh trªn thÕ giíi kho¶ng 25%. Gi¸ thµnh sx ®iÖn n¨ng cña nm thuû ®iÖn rÎ h¬n nhiÖt ®iÖn vµ Ýt ¶nh h­ëng ®Õn m«i tr­êng. V× vËy ngµnh thuû ®iÖn trªn thÕ giíi rÊt ph¸t triÓn c¶ vÒ sè l­îng vµ chÊt l­îng.

Thủy năng VN víi tr÷ l­îng rÊt lín kho¶ng 90 tû kWh/n¨m kü thuËt, ®­îc quan t©m ph¸t triÓn kh¸ sím (§a nhim: 160MW, Th¸c Bµ: 108MW). Ph¸t triÓn ®­îc nhiÒu nm víi P kh¸ lín (Hoµ B×nh: 1920MW, Yaly: 720MW, TrÞ An: 400MW, Hµm ThuËn: 300MW...) §­a vµo sö dông nhiÒu nm: S¬n La: 2400MW, Sªsan IV: 340MW, Sªsan III: 259 MW, Na Hang: 300MW, §ång Nai IV: 280 MW...) vµ nhiÒu nm kh¸c nh­ng chóng ta míi chØ khai th¸c ®­îc rÊt Ýt kho¶ng 20%.

Thủy năng ë d¹ng tù nhiªn, E dßng ch¶y cña dßng s«ng mét phÇn bÞ mÊt m¸t ®Ó bµo mßn vµo lßng s«ng mét phÇn cä s¸t vµo ®¸ sái ®Êt, mét phÇn ®Ó chèng lùc ma s¸t cña lßng s«ng vµ lùc ma s¸t trong b¶n th©n chÊt láng.

Thủy năng Nm thuû ®iÖn sö dông E cña dßng ch¶y vµ tËp chung vµo 1 chç (b»ng c¸ch ®¾p ®Ëp hoÆc ®µo kªnh dÉn) lµm quay tb thuû lùc ®Ó ch¹y mp. §éng c¬ sc cña c¸c mp lµ tb n­íc, nèi däc trôc víi mp. Tb n­íc lµ lo¹i ®c biÕn thÕ n¨ng vµ ®éng n¨ng cña n­íc thµnh c¬ n¨ng. Qt biÕn ®æi E ®­îc thùc hiÖn nh­ sau: Thuû n¨ng → C¬ n¨ng → §iÖn n¨ng

Thủy năng Cã thÓ sö dông E cña thuû triÒu (khi thuû triÒu n©ng lªn, sö dông cét n­íc ®Ó ph¸t ®iÖn). ViÖc sö dông nguån E nµy cßn gÆp nhiÒu khã kh¨n nªn ngµy nay ch­a ®­îc sö dông réng r·i. Nh­îc ®iÓm chÝnh cña lo¹i thuû ®iÖn nµy lµ tÝnh chÊt gi¸n ®o¹n vµ o ®ång ®Òu (trong 1 ngµy thuû triÒu d©ng lªn trong 1 sè giê råi h¹ xuèng).

Thủy năng 2. TÝnh to¸n E cña dßng ch¶y. TÝnh to¸n E cña dßng ch¶y mét khóc s«ng, ta xÐt 1 dßng ch¶y tõ mÆt c¾t I-I ®Õn II-II (h×nh 1-1).

Thủy năng

Thủy năng Gi¶ sö trong tg T cã 1 khèi l­îng n­íc lµ W ®ang chuyÓn ®éng ë mÆt c¾t I-I vÒ phÝa mÆt c¾t II-II. Theo lý thuyÕt ®éng lùc häc chÊt láng (ph­¬ng tr×nh Becnuli) t¹i mÆt c¾t I-I khèi l­îng n­íc W sÏ chøa mét E cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc sau:

Thủy năng

Thủy năng

Thủy năng Theo lý thuyÕt ®éng lùc häc chÊt láng, nÕu dßng ch¶y lµ lý t­ëng o tæn hao th× trong qt chuyÓn ®éng cña khèi n­íc W n¨ng l­îng chøa trong ®ã o thay ®æi (thÕ n¨ng gi¶m, ®éng n¨ng t¨ng). Tuy nhiªn víi c¸c dßng s«ng th× lu«n lu«n cã sù thÊt tho¸t E do ®ã khi chuyÓn ®éng ®Õn mÆt c¾t II-II th× E chøa trong khèi n­íc W lµ:

Thủy năng

Thủy năng Gi¶ thiÕt, kho¶ng c¸ch gi÷a mÆt c¾t I-I vµ II-II lµ toµn bé chiÒu dµi cña dßng ch¶y. Cßn khèi n­íc W cã trÞ sè b»ng l­îng n­íc ch¶y qua mét mÆt c¾t bÊt kú cña dßng s«ng trong tg 1 gi©y, nghÜa lµ vÒ trÞ sè W = Q. Khi ®ã th× chªnh lÖch n¨ng l­îng ΔE sÏ chÝnh lµ cs cña toµn bé dßng ch¶y N sinh ra trong 1s.

Thủy năng

Thủy năng Tõ biÓu thøc trªn ta thÊy: C«ng thøc trªn ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng sinh c«ng lín nhÊt cña 1 dßng ch¶y tù nhiªn, do ®ã cßn ®­îc gäi lµ tiÒm n¨ng cña dßng ch¶y. §©y ch­a ph¶i lµ c«ng suÊt cña nm thuû ®iÖn v× c¸c nm thuû ®iÖn chØ sö dông 1 phÇn rÊt nhá cña kh¶ n¨ng sinh c«ng.

Thủy năng Tõ c«ng thøc tÝnh to¸n kh¶ n¨ng sinh c«ng cña 1 phÇn dßng ch¶y bÊt kú ta thÊy E chøa trong dßng ch¶y tù nhiªn ®­îc ph©n bè r¶i kh¾p chiÒu dµi dßng ch¶y. Tuy nhiªn mËt ®é E ph©n bè o ®Òu, nÕu ®o¹n cã ®é dèc cµng lín th× mËt ®é E cµng cao. §ã chÝnh lµ vÞ trÝ thuËn lîi ®Ó x©y dùng nm thuû ®iÖn.

Thủy năng

Thủy năng E cña dßng ch¶y ®­îc sö dông vµ chuyÓn ho¸ thµnh ®iÖn n¨ng qua c¸c nm thuû ®iÖn. C«ng suÊt cña nm thuû ®iÖn phô thuéc vµo l­u l­îng Q vµ cét n­íc ΔH cña dßng ch¶y. L­u l­îng dßng ch¶y gi¶m: cs cña nm gi¶m xuèng vµ cs ®ã cã thÓ thÊp h¬n nhu cÇu cña phô t¶i. L­u l­îng dßng ch¶y t¨ng: c¸c hé tiªu thô ®iÖn n¨ng kh«ng sö dông hÕt cs cña nm, mét phÇn cs thõa vµ n­íc ph¶i th¸o qua c¸c c«ng tr×nh x¶ lò kh«ng cho qua tb.

Thủy năng Do sù ph©n bè l­u l­îng cña dßng ch¶y lµ ngÉu nhiªn kh«ng phï hîp víi yªu cÇu tiªu thô ®iÖn n¨ng cña c¸c hé tiªu thô, nªn vÊn ®Ò ®Æt ra lµ ph¶i t×m c¸ch ph©n phèi E ®ã. CÇn ph¶i x©y dùng hå chøa n­íc ®Ó ®iÒu tiÕt l­u l­îng dßng ch¶y qua thuû ®iÖn. Hå chøa n­íc sÏ gi÷ l¹i l­îng n­íc thõa trong mïa n­íc lín vµ dù tr÷ ®Ó sö dông trong mïa n­íc nhá (mïa kh«) ®Ó t¨ng cs cña nmtd. 1 phÇn l­îng n­íc thõa mµ hå chøa o thÓ gi÷ l¹i ®­îc n÷a do thÓ tÝch hå chøa cã h¹n sÏ ®­îc ch¶y qua c¸c c«ng tr×nh x¶ lò.

Thủy năng Tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn, viÖc sö dông E c¸c dßng s«ng cÇn ph¶i gi¶i quyÕt 2 nhiÖm vô: t¹o thµnh cét n­íc vµ ®iÒu chØnh l­u l­îng n­íc.

Thủy năng 2. Ph©n lo¹i Nhµ m¸y thuû ®iÖn. a) Ph©n lo¹i theo cs l¾p m¸y. Nmtd lín: Nlm ≥ 1000 (MW). Nmtd võa: 15 (MW) ≤ Nlm < 1000 (MW). Nmtd nhá: Nlm < 15 (MW).

Thủy năng b) Ph©n lo¹i theo cét n­íc. Nmtd cét n­íc cao: Hmax > 400 (m). Nmtd cét n­íc trung b×nh: 50 (m) ≤ Hmax ≤ 400 (m). Nmtd cét n­íc thÊp: 50 (m) < Hmax.

Thủy năng c) Ph©n lo¹i theo kÕt cÊu cña nm. c.1) Nmtd kiÓu ®Ëp: Víi nh÷ng s«ng cã l­u l­îng n­íc lín nh­ng ®é dèc nhá ®Ó t¹o sù chªnh lÖch cét n­íc ΔH lín, cã thÓ x©y dùng ®Ëp ch¾n, tõ ®ã x©y dùng nmtd kiÓu ®Ëp (h×nh 1-2). §Ëp cµng cao th× cs cµng lín tuy nhiªn cét n­íc do ®Ëp t¹o nªn cã thÓ bÞ h¹n chÕ do ®k kinh tÕ vµ kü thuËt kh«ng cho phÐp.

Thủy năng Nmtd kiÓu ®Ëp gåm cã 2 lo¹i: Nmtd ngang ®Ëp: nm n»m ngay trong ®Ëp do ®ã kÕt cÊu phøc t¹p, ®Ó ®¶m b¶o ®k kinh tÕ kü thuËt cét n­íc kho¶ng (35-40)m.

Thủy năng Nmtd sau ®Ëp: nm n»m sau ®Ëp d©ng n­íc. Khi cét n­íc cao v× lý do æn ®Þnh nm ph¶i n»m sau ®Ëp, ®«i khi ®­êng dÉn n­íc o di qua ®Ëp mµ bè trÝ ®i vßng ra ngoµi ®Ëp (Hoµ B×nh), cét n­íc kho¶ng (30-45)m. ¦u ®iÓm: Cã cs lín do tËn dông ®­îc toµn bé l­u l­îng cña dßng s«ng, t¹o ®­îc hå chøa n­íc ®Ó ®iÒu tiÕt vµ vËn hµnh tèi ­u nm.

Thủy năng

Thủy năng Nh­îc ®iÓm: Vèn ®Çu t­ cao, ®Ëp o thÓ x©y dùng qóa cao v× ®k kinh tÕ-kü thuËt, ®Ëp qu¸ cao cã thÓ lµm ngËp mét vïng réng lín, ¶nh h­ëng ®Õn sinh th¸i m«i tr­êng. Nmtd cã thÓ x©y dùng nèi tiÕp trªn cïng 1 dßng s«ng gäi lµ hÖ thèng khai th¸c bËc thang, trong tr­êng hîp ®ã cs cña mçi nm t¨ng lªn do kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt n¨ng l­îng cña dßng ch¶y tèt h¬n.

Thủy năng c.2) Nmtd ®­êng dÉn dÉn: gåm 2 lo¹i: X©y dùng ë nh÷ng n¬i cã cét n­íc ®­îc t¹o thµnh mét c¸ch tù nhiªn tõ c¸c th¸c n­íc (h×nh 1-3), lîi dông ®é cao cña th¸c n­íc ta ®Æt ®­êng èng dÉn n­íc vµo nm t¹o cét ¸p.

Thủy năng

Thủy năng X©y dùng ë nh÷ng s«ng cã l­u l­îng n­íc Ýt, nh­ng ®é dèc lín (h×nh 1-4). Kªnh trong ®­îc cÊu t¹o bëi hai phÇn: PhÇn ®Çu ®­îc x©y dùng d­íi d¹ng kªnh dÉn hë (1) víi ®é dèc rÊt nhá. Cã nhiÖm vô ®­a n­íc ®i xa kh«ng lµm thay ®æi nhiÒu møc n­íc ®Õn vÞ trÝ thuËn lîi cã thÓ t¹o thµnh cét n­íc cao ®Ó x©y dùng nm (3). PhÇn cuèi ®­îc x©y dùng d­íi d¹ng c¸c èng dÉn kÝn (2) cã nhiÖm vô ®­a møc n­íc tõ trªn cao xuèng thÊp gi÷ nguyªn cét ¸p vµo c¸c tb cña nm.

Thủy năng ¦u ®iÓm: Cã cét n­íc lín trong khi vèn ®Çu t­ nhá, do ®ã cã thÓ x©y dùng ®­îc nm cã cs lín ngay c¶ khi F cña dßng ch¶y rÊt nhá. Nh­îc ®iÓm: Kh«ng cã hå chøa n­íc, do ®ã o cã kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt vµ vËn hµnh tèi ­u, F n­íc o lín do ®ã cs h¹n chÕ. Tr­êng hîp ®Æc biÖt, con s«ng l­în vßng ®­îc mét ®o¹n dµi t¹o thµnh mét sù chªnh lÖch lín vÒ møc n­íc (h×nh 1-5). Kªnh dÉn ë ®©y ng¾n nªn o tèn nhiÒu c«ng x©y dùng.

Thủy năng

Thủy năng Tr­êng hîp 2 con ë s«ng gÇn nhau, cã møc ®é chªnh lÖch nhau nhiÒu. N­íc ch¶y vµo kªnh dÉn lÊy tõ 1 dßng s«ng cã møc n­íc cao vµ ch¶y vµo mét dßng s«ng cã møc n­íc thÊp h¬n (h×nh 1-6). VÝ dô: Thuû ®iÖn §a Nhim cã cs 160 MW, sö dông chªnh lÖch møc n­íc s«ng §a Nhim ë cao tr×nh 1200 m vµ s«ng Th¸p Chµm ë cao tr×nh 100 m.

Thủy năng

Thủy năng c.3) Nhµ m¸y thuû ®iÖn hçn hîp. ¸p dông hçn hîp hai c¸ch trªn ®Ó t¹o thµnh cét n­íc. Cét n­íc t¹o thµnh mét phÇn do ®Ëp, mét phÇn do kªnh dÉn (h×nh 1-7).

Thủy năng

Thủy năng c.4) Nmtd kiÓu tÝch n¨ng. Lµ nmtd cã hå chøa ®­îc x©y dùng bao gåm 2 qóa tr×nh (h×nh 1-8): Vµo nh÷ng giê cao ®iÓm cña phô t¶i hÖ thèng ®iÖn th× nmtd tÝch n¨ng sö dông n­íc cña hå ch¹y tb n­íc quay mp ®Ó cung cÊp cho l­íi. Vµo nh÷ng giê thÊp ®iÓm cña phô t¶i hÖ thèng ®iÖn th× nmtd tÝch n¨ng sö dông ®iÖn cña hÖ thèng ch¹y b¬m ®Ó b¬m n­íc lªn hå.

Thủy năng c.4) Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu tÝch n¨ng. Nmtd tÝch n¨ng cã t¸c dông san ph¼ng ®å thÞ phô t¶i do ®ã gi¶m ®­îc tæn thÊt cs vµ n©ng cao hiÖu suÊt lµm viÖc cña c¸c nmd trong hÖ thèng.

Thủy năng

Thủy năng c.5) Nmd thuû triÒu. Lµm viÖc dùa trªn sù thay ®æi møc n­íc khi thuû triÒu lªn xuèng, ®­îc x©y dùng t¹i c¸c vÞnh vµ biÓn b»ng c¸c ®Ëp ng¨n vÞnh víi biÓn. Khi thuû triÒu lªn møc n­íc ngoµi biÓn cao h¬n møc n­íc trong vÞnh (h×nh 1-9a), ta ®­îc ®é chªnh cét n­íc vµ cã thÓ cho n­íc ch¶y qua tb tõ biÓn vµo vÞnh ®Ó ph¸t ®iÖn. Khi thuû triÒu rót møc n­íc trong vÞnh cao h¬n møc n­íc ngoµi biÓn t¹o nªn ®é chªnh cét n­íc vµ cã thÓ cho n­íc qua tb tõ vÞnh ra biÓn ®Ó ph¸t ®iÖn (h×nh 1-9b).

Thủy năng Mçi ngµy thuû triÒu lªn xuèng 2 lÇn, nªn trong vÞnh còng tr÷ n­íc 2 lÇn. Khi chuyÓn chiÒu lµm viÖc, nm ph¶i ngõng lµm viÖc 1 tg ®Ó cã ®ñ ®é chªnh møc n­íc cÇn thiÕt. Mçi ngµy nm ph¶i nghØ lµm viÖc 4 lÇn vµ cét n­íc chØ lµ mét phÇn cña møc chÖnh lÖch thuû triÒu. Nmd ®­îc x©y dùng nèi liÒn víi hÖ thèng vµ ë nh÷ng n¬i cã chªnh lÖch thuû triÒu cao (8-10)m. T¹i ViÖt Nam do sù chÖnh lÖch thuû triÒu nhá nªn nmd thuû triÒu kh«ng ®­îc quan t©m.

Thủy năng

Thủy năng 1. Sö dông nguån thuû n¨ng dåi dµo v« tËn cña thiªn nhiªn. N­íc ta cã nhiÒu s«ng, th¸c n­íc lín, nguån thuû n¨ng rÊt phong phó, l­îng m­a hµng n¨m l¹i nhiÒu. NhiÒu nmtd: Th¸c Bµ, Hoµ B×nh, TrÞ An, Yaly, S¬n La... ë c¸c ®Þa ph­¬ng ®Æc biÖt lµ ë vïng nói ®· x©y dùng ®­îc nhiÒu nmtd nhá phôc vô cho c«ng nghiÖp vµ sinh ho¹t ë ®Þa ph­¬ng.

Thủy năng Nhiªn liÖu kh«ng ph¶i vËn chuyÓn, nguån n­íc thiªn nhiªn rÊt phong phó. Tr¸i l¹i nhiªn liÖu cña c¸c nmnd (than, dÇu, h¬i ®èt ...) ®Òu cã h¹n vµ rÊt cÇn cho nhiÒu ngµnh kinh tÕ quèc d©n kh¸c. Sö dông nguån thuû n¨ng tiÕt kiÖm ®­îc c¸c nhiªn liÖu trªn ngoµi ra cßn tiÕt kiÖm ®­îc chi phÝ khai th¸c vµ vËn chuyÓn dÉn ®Õn gi¸ thµnh ®iÖn n¨ng gi¶m mang l¹i lîi Ých lín ®èi víi nÒn kinh tÕ quèc d©n.

Thủy năng 2. VËn hµnh ®¬n gi¶n, an toµn, dÔ dµng tù ®éng ho¸, chi phÝ cho qu¶n lý l® nhá. Tg më m¸y (2’) vµ ngõng m¸y (1’) nhá. HiÖu suÊt cao (80-90)% vµ Ýt phô thuéc vµo t×nh tr¹ng lµm viÖc. ThiÕt bÞ ë nmtd t­¬ng ®èi ®¬n gi¶n so víi nmnd nªn thùc hiÖn tù ®éng ho¸ cao h¬n.

Thủy năng ë c¸c nmtd, n¨ng suÊt l® th­êng cao h¬n ë c¸c nmnd v× kh«ng ph¶i khai th¸c vËn chuyÓn, b¶o qu¶n, chÕ biÕn nguyªn liÖu còng nh­ vµo viÖc ®èt lß, cung cÊp n­íc cho lß h¬i, ®æ than sØ...

Thủy năng 3. Gi¸ thµnh ®iÖn n¨ng ë nmtd th­êng thÊp h¬n nhiÒu so víi nmnd. N­íc lµ mét lo¹i nhiªn liÖu o ph¶i khai th¸c vËn chuyÓn, chÕ biÕn, b¶o qu¶n. Do kh¶ n¨ng thùc hiÖn tù ®éng ho¸ cao, nh©n c«ng phôc vô Ýt. Khèi l­îng thiÕt bÞ Ýt nªn chi phÝ cho söa ch÷a, khÊu hao nhá.

Thủy năng 4. Vèn ®Çu t­ lín, tg x©y dùng l©u h¬n nmnd. C¸c c«ng tr×nh thuû ®ßi hái mét khèi l­îng x©y dùng rÊt lín, chi phÝ nhiÒu, tg th¨m dß x©y dùng l©u.

Thủy năng 5. Nmtd th­êng lîi dông tæng hîp. Khi x©y dùng nmtd th­êng lîi dông tæng hîp c¸c nhiÖm vô sau: Thuû lîi: X©y dùng c¸c tr¹m thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp t¹o nªn nh÷ng hå chøa n­íc lín gi÷ 1 khèi l­îng n­íc trong mïa n­íc lò ®Ó t­íi cho c¸c vïng ®ång b»ng hay ®åi nói réng lín vµo mïa kh« ®¶m b¶o viÖc t¨ng vô, t¨ng n¨ng suÊt.

Thủy năng Chèng lò: X©y dùng c¸c nmtd kiÓu ®Ëp t¹o thµnh nh÷ng hå chøa lín cã kh¶ n¨ng tr÷ phÇn lín l­îng n­íc trong mïa lò vµ h¹n chÕ møc n­íc lò phÝa h¹ l­u, tr¸nh ®­îc c¸c hiÓm ho¹ do lò lôt g©y ra. Giao th«ng: X©y dùng nh÷ng hå chøa n­íc lín t¹o ®k cho thuyÒn bÌ ®i l¹i dÔ dµng. Khi x©y dùng ®Ëp qua s«ng th­êng kÕt hîp x©y dùng ®­êng s¾t, ®­êng bé, cÇu Ph¸t triÓn ch¨n nu«i: Nh÷ng hå chøa n­íc lín lµ nh÷ng hå nu«i c¸ rÊt tèt.

Thủy năng 6. Nguån n­íc thay ®æi ngÉu nhiªn vµ biÕn ®éng m¹nh theo tg. VËn hµnh nmtd cÇn ®Æc biÖt chó ý ®Õn tÝnh chÊt lu«n biÕn ®æi cña dßng ch¶y. CÇn ®Ò ra c¸c ph­¬ng ¸n ®iÒu tiÕt vµ vËn hµnh hîp lý kÕt hîp víi c¸c nmd kh¸c trong hÖ thèng ®iÖn. 7. ¶nh h­ëng m¹nh ®Õn hÖ sinh th¸i, m«i tr­êng. X©y dùng hå chøa lín sÏ lµm ngËp mét vïng réng lín lµm ¶nh h­ëng m¹nh ®Õn sinh th¸i m«i tr­êng.

thông số thủy năng của nhà máy thủy điện

Biểu đồ thủy văn BiÓu ®å thuû v¨n lµ qh gi÷a F n­íc cña dßng s«ng víi tg, tÝnh trong chu tr×nh 1 n¨m. Mçi dßng ch¶y tù nhiªn ®Òu cã thÓ x©y dùng biÓu ®å d­íi d¹ng b¶ng sè hoÆc ®­êng cong (h×nh 2-1). §Ó x©y dùng biÓu ®å thuû v¨n cÇn thu thËp sè liÖu thèng kª nhiÒu n¨m vµ ¸p dông pp tÝnh to¸n x¸c suÊt thèng kª.

Biểu đồ thủy văn

Biểu đồ thủy văn BiÓu ®å thuû v¨n lµ sè liÖu quan träng nhÊt cña dßng ch¶y tù nhiªn ®Ó tÝnh to¸n khai th¸c thuû ®iÖn vµ cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau: Cã tÝnh chÊt chu kú, nghÜa lµ trong 1 n¨m lu«n tån t¹i nh÷ng kho¶ng tg n­íc to vµ tg n­íc nhá t­¬ng ®èi æn ®Þnh. Cã tÝnh chÊt ngÉu nhiªn, trong c¸c pp tÝnh to¸n cÇn ph¶i tÝnh c¸c ph­¬ng ¸n dù phßng nh»m ®¶m b¶o cho c¸c tr­êng hîp ngÉu nhiªn cã thÓ x¶y ra.

Biểu đồ thủy văn F n­íc mïa lò so víi mïa c¹n cã thÓ chªnh lÖch gÊp 20 lÇn. BiÓu ®å thuû v¨n cÇn ®­îc x©y dùng b»ng viÖc thèng kª sè liÖu nhiÒu n¨m vµ ¸p dông c¸c pp x¸c suÊt ®Ó tÝnh to¸n x©y dùng.

Các thông số dòng chảy

Các thông số dòng chảy

Các thông số dòng chảy

Các thông số dòng chảy

Đường cong tần suất đảm bảo nước §­êng cong tÇn suÊt ®¶m b¶o n­íc cña 1 dßng ch¶y tù nhiªn lµ qh gi÷a trÞ sè F n­íc víi x¸c suÊt ®Ó dßng ch¶y ®¶m b¶o ®­îc trÞ sè F n­íc o nhá h¬n mét trÞ sè F n­íc ®· cho xÐt trong chu kú 1 n¨m. Mçi dßng ch¶y tù nhiªn ®Òu cã thÓ x©y dùng ®­îc ®­êng cong ®¶m b¶o n­íc theo thèng kª (h×nh 2-2).

Đường cong tần suất đảm bảo nước

Đường cong tần suất đảm bảo nước §­êng cong tÇn suÊt ®¶m b¶o n­íc ®Æc tr­ng cho ®é tin cËy xuÊt hiÖn F n­íc cña dßng ch¶y. Mçi dßng ch¶y lu«n lu«n ®¶m b¶o ®­îc trÞ sè F o nhá h¬n Qmin (t­¬ng øng x¸c suÊt ®¶m b¶o 100%) vµ o bao giê ®­îc v­ît qu¸ trÞ sè Qmax (t­¬ng øng x¸c suÊt ®¶m b¶o b»ng 0). Víi mçi ®iÓm ®· cho trªn ®­êng cong th× sÏ x©y dùng ®­îc trªn trôc hoµnh trÞ sè x¸c suÊt mµ dßng ch¶y ®¶m b¶o ®­îc F n­íc kh«ng nhá h¬n gi¸ trÞ x¸c ®Þnh trªn trôc tung.

Đường cong tần suất đảm bảo nước §­êng cong tÇn suÊt ®¶m b¶o n­íc lµ mét sè liÖu quan träng øng dông phæ biÕn trong thiÕt kÕ vµ vËn hµnh. Th­êng chó ý 2 trÞ sè: F n­íc cña dßng ch¶y t­¬ng øng víi tÇn suÊt ®¶m b¶o 90% (gäi lµ F n­íc 90%) ®­îc dïng ®Ó tÝnh to¸n s¬ bé cs thiÕt kÕ cho nm.

Đường cong tần suất đảm bảo nước TrÞ sè F n­íc øng víi tÇn suÊt ®¶m b¶o 50% ®­îc dïng ®Ó tÝnh to¸n s¶n l­îng ®iÖn n¨ng trung b×nh sx ra ®­îc trong chu kú 1 n¨m cña nmtd. TrÞ sè nµy ®­îc dïng ®Ó tÝnh to¸n luËn chøng kinh tÕ quy ho¹ch ph¸t triÓn, vËn hµnh nmtd.

Đường cong tg đảm bảo nước §­êng cong tg ®¶m b¶o n­íc lµ qh gi÷a trÞ sè F n­íc cña dßng ch¶y tù nhiªn víi kho¶ng tg mµ dßng ch¶y ®¶m b¶o ®­îc trÞ sè F n­íc Q ®· dù tÝnh trong chu kú 1 n¨m. Mçi ®iÓm trªn ®­êng cong sÏ x¸c ®Þnh trªn trôc hoµnh kho¶ng thêi gian trong mét n¨m mµ dßng ch¶y ®¶m b¶o ®­îc trÞ sè F n­íc Q o nhá h¬n gi¸ trÞ x¸c ®Þnh ®­îc trªn trôc tung.

Đường cong tg đảm bảo nước

Đường cong tg đảm bảo nước §­êng cong tg ®¶m b¶o n­íc ®¶m b¶o cho kh¶ n¨ng cung cÊp n­íc cña dßng ch¶y tÝnh theo kho¶ng tg xuÊt hiÖn trÞ sè l­u l­îng Q ®· cho trong chu kú mét n¨m. Th­êng ®­îc ¸p dông ®Ó lËp biÓu ®å kÕ ho¹ch vËn hµnh nmtd trong chu kú mét n¨m.

Hồ chứa và cột nước nmtd Hå chøa cã ý nghÜa rÊt quan träng trong viÖc ®iÒu tiÕt dßng ch¶y, ®¶m b¶o chÕ ®é lµm viÖc tèi ­u cña nmtd trong hÖ thèng. Nh»m khai th¸c tèi ®a E cña dßng ch¶y tù nhiªn ®ång thêi n©ng cao hiÖu qu¶ kinh tÕ chung trong vËn hµnh hÖ thèng ®iÖn. Hå chøa cßn cã lîi Ých tæng hîp: t­íi tiªu, chèng lò, x¶ lò, thuû s¶n, giao th«ng vËn t¶i... Tuú theo ®k cô thÓ cña nm dung tÝch hå chøa ®­îc x©y dùng max theo hiÖu qu¶ kt- kü thuËt.

Hồ chứa và cột nước nmtd Møc n­íc vµ thÓ tÝch hå. a) Møc n­íc d©ng b×nh th­êng, ZDBT (h×nh 2-4). Møc n­íc d©ng b×nh th­êng lµ møc n­íc max cña hå chøa tÝnh ë phÝa th­îng l­u cña ®Ëp, khi ®ã nmtd vµ c¸c c«ng tr×nh thuû lùc cã thÓ lµm viÖc l©u dµi ®¶m b¶o víi mét ®é dù tr÷ an toµn cÇn thiÕt x¸c ®Þnh bëi nh÷ng ®k kü thuËt. VÝ dô: møc n­íc d©ng b×nh th­êng cña nmtd Hoµ B×nh: 115m.

Hồ chứa và cột nước nmtd Møc n­íc trong hå rÊt Ýt khi cho d©ng cao qu¸ møc n­íc d©ng b×nh th­êng trõ mét sè tr­êng hîp ®Æc biÖt khi x¶y ra lò lín.

Hồ chứa và cột nước nmtd

Hồ chứa và cột nước nmtd b) Møc n­íc chÕt, ZC (h×nh 2-4). Møc n­íc chÕt lµ møc n­íc min nhÊt mµ hå cã thÓ ®iÒu tiÕt ®­îc tÝnh ë phÝa th­îng l­u cña ®Ëp, khi ®ã nmtd cã thÓ vËn hµnh ®Ó ®¶m b¶o cã ®­îc mét cs vµ ®iÖn n¨ng cã lîi nhÊt VÝ dô: møc n­íc chÕt cña nm Hoµ B×nh: 80m.

Hồ chứa và cột nước nmtd Nh­ vËy hå chøa kh«ng thÓ ®iÒu tiÕt thÊp h¬n møc n­íc chÕt, sÏ kh«ng cã lîi vÒ kinh tÕ (thùc ra møc n­íc chÕt cßn x¸c ®Þnh bëi nhiÒu yÕu tè: thuyÒn bÌ, t­íi tiªu, ®iÒu kiÖn kü thuËt...). Møc n­íc thÊp sinh ra c¸c bät khÝ trong c¸nh tb lµm bÞ rç c¸c c¸nh tb.

Hồ chứa và cột nước nmtd c) Møc n­íc d©ng c­ìng bøc-siªu cao, ZSC (h×nh 2-4). Møc n­íc d©ng c­ìng bøc lµ møc n­íc cao nhÊt cña hå chøa tÝnh ë phÝa th­îng l­u cña ®Ëp, khi ®ã nmtd cã thÓ vËn hµnh ng¾n h¹n t¹m thêi trong kho¶ng tg thiªn tai lò lôt. VÝ dô: nmtd Hoµ B×nh quy ®Þnh møc n­íc nµy lµ 118m.

Hồ chứa và cột nước nmtd d) ThÓ tÝch cã Ých cña hå chøa, VCI. ThÓ tÝch cã Ých cña hå chøa lµ V n­íc n»m gi÷a 2 møc n­íc d©ng b×nh th­êng vµ møc n­íc chÕt cña hå chøa, nã chÝnh lµ V n­íc mµ hå ®­îc phÐp sö dông ®Ó ®iÒu tiÕt dßng ch¶y trong qt vËn hµnh b×nh th­êng cña nm. VÝ dô: Hå Hoµ B×nh, thÓ tÝch cã Ých lµ 90 tû m3.

Hồ chứa và cột nước nmtd e) ThÓ tÝch chÕt, VC. V kh«ng sö dông ®­îc cho sx ®iÖn n¨ng gäi lµ thÓ tÝch chÕt. f) ThÓ tÝch dù tr÷, VDT. V dù tr÷ lµ phÇn V cña hå chøa n»m gi÷a møc n­íc d©ng b×nh th­êng vµ møc n­íc d©ng c­ìng bøc, ®­îc sö dông vµo chèng thiªn tai, lò lôt.

Đặc tính Hồ chứa Nh÷ng ®­êng ®Æc tÝnh quan träng cña hå chøa n­íc lµ nh÷ng ®­êng sau ®©y: a) §­êng ®Æc tÝnh diÖn tÝch. BiÓu thÞ qh gi÷a diÖn tÝch mÆt hå vµ møc n­íc trong hå (h×nh 2-5a).

Đặc tính Hồ chứa

Đặc tính Hồ chứa Khi bê hå th¼ng ®øng, ®­êng ®Æc tÝnh lµ ®­êng th¼ng song song víi trôc Z vµ c¾t trôc F t¹i 1 ®iÓm. Trong tr­êng hîp nµy trÞ sè diÖn tÝch mÆt hå gi÷ 1 trÞ sè o ®æi trong lóc møc n­íc trong hå thay ®æi (h×nh 2-5b). Lo¹i hå nµy th­êng lµ lo¹i hå nh©n t¹o nhá dïng ®Ó ®iÒu tiÕt ngµy. §­êng ®Æc tÝnh diÖn tÝch ®­îc x¸c ®Þnh trong tµi liÖu thuû v¨n.

Đặc tính Hồ chứa b) §­êng ®Æc tÝnh dung tÝch cña hå. BiÓu diÔn qh dung tÝch cña hå chøa vµ møc n­íc trong hå, ®­êng 1 (h×nh 2-6a) trong tr­êng hîp hå chøa cã v¸ch bê th¼ng ®øng, ®­êng ®Æc tÝch dung tÝch lµ mét ®­êng th¼ng nghiªng víi trôc hoµnh mét gãc nµo ®ã (h×nh 2-6b).

Đặc tính Hồ chứa

Đặc tính Hồ chứa c) §Æc tÝnh l­u l­îng. Dung tÝch cã thÓ biÓu diÔn b»ng tÝch cña l­u l­îng Q víi mét kho¶ng tg tÝnh to¸n Δt. W = Q.Δt Tõ ®Æc tÝnh dung tÝch (h×nh 2-7), vÏ ®­îc ®­êng ®Æc tÝnh l­u l­îng cña hå Z=f(Q) øng mét trÞ sè Δt nhÊt ®Þnh. §­êng ®Æc tÝnh nμy cßn gäi lµ ®­êng cong ®iÒu tiÕt hå chøa øng víi c¸c Δt kh¸c nhau

Đặc tính lưu lượng

Đặc tính năng lượng d) §­êng ®Æc tÝnh E. BiÓu diÔn mèi qh gi÷a E hå chøa vµ møc n­íc cña hå (h×nh 2-9). E cña dung tÝch cã Ých cña hå chøa ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc

Đặc tính năng lượng Trong ®ã: H0 lµ cét n­íc cña hå chøa. WCI lµ dung tÝch cã Ých cña hå. γ lµ träng l­îng riªng cña mét m3 n­íc. §Ó x©y dùng ®­êng ®Æc tÝnh, trªn trôc hoµnh ®é ghi trÞ sè ®iÖn n¨ng nhËn ®­îc khi ®iÒu tiÕt mét líp n­íc cña hå chøa vµ trªn tung ®é ghi chiÒu s©u ®iÒu tiÕt hå chøa.

Đặc tính năng lượng

Cột nước của nmtd 1. §Æc tÝnh cét n­íc cña hå chøa. Gi¶ thiÕt møc n­íc ë th­îng l­u o ®æi, tæn thÊt cét n­íc chØ phô thuéc vµo Q dßng ch¶y. §Æc tÝnh cét n­íc cña hå chøa (h×nh 2-10a). §­êng 1 biÓu diÔn ZTL víi l­u l­îng Q, ®­êng 2 biÓu diÔn qh møc n­íc h¹ l­u ZHL víi l­u l­îng Q.

Cột nước của nmtd Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®­êng cong 1 vµ 2 t¹i dung l­îng Qi lµ trÞ sè cét n­íc lµm viÖc cña nhµ m¸y thuû ®iÖn Hi t­¬ng øng víi mét møc n­íc nhÊt ®Þnh ë th­îng l­u.

Cột nước của nmtd

Cột nước của nmtd Tõ ®ã, cã ®­îc ®­êng cong qh gi÷a cét n­íc H vµ Q øng víi mçi trÞ sè nhÊt ®Þnh cña møc n­íc th­îng l­u (h×nh 2-10b). Th­êng sö dông ®Æc tÝnh cét n­íc t­¬ng øng víi 2 trÞ sè giíi h¹n cña møc n­íc th­îng l­u lµ: ZDBT vµ ZC. §­êng 1 øng víi nmtd kiÓu ®Ëp, tæn thÊt cét n­íc phô thuéc vµo sù dao ®éng cña møc n­íc h¹ l­u. §­êng 2 øng víi nmtd kiÓu ®­êng dÉn, sù dao ®éng cña møc n­íc h¹ l­u ¶nh h­ëng rÊt Ýt tíi tæn thÊt cét n­íc.

Cột nước của nmtd Khi tÝnh to¸n vËn hµnh nmtd th× cét n­íc ®­îc x¸c ®Þnh chÝnh x¸c h¬n so víi khi thiÕt kÕ. CÇn ph¶i xÐt ®Õn tæn hao cña cét ¸p do ma s¸t trªn c¸c ®­êng èng vµ hiÖu suÊt tb n­íc. X¸c ®Þnh theo c«ng thøc: H = H0 - ΔH Trong ®ã: H0 lµ cét n­íc h×nh häc cña nmtd. H0 = ZTL - ZHL

Cột nước của nmtd C¸c møc n­íc th­îng l­u vµ h¹ l­u phô thuéc vµo chÕ ®é vËn hµnh cña nmtd. ΔH lµ tæn thÊt cét ¸p g©y ra do ma s¸t vµ hiÖu suÊt tb cña nmtd, phô thuéc vµo l­u l­îng Q vËn hµnh. Cét ¸p tÝnh to¸n cña nmtd phô thuéc vµo chÕ ®é vËn hµnh cña nm. §Ó x¸c ®Þnh cét n­íc ®¼ng trÞ cña toµn nm ta cã d¹ng ®Æc tÝnh cét n­íc cã thÓ cã nh÷ng ®iÓm gi¸n ®o¹n vµ cã d¹ng phi tuyÕn (h×nh 2-11).

Cột nước của nmtd H0 cã d¹ng ®­êng cong tr¬n ®i xuèng. C¸c ®iÓm gi¸n ®o¹n bÞ g©y ra bëi thêi ®iÓm thay ®æi sè tæ m¸y lµm viÖc. Khi sè tæ m¸y lµm viÖc t¨ng th× tæn thÊt cét ¸p gi¶m, do ®ã ®Æc tÝnh cét n­íc ®­îc n©ng cao lªn sau thêi ®iÓm nµy. Ch¼ng h¹n cs ®Õn vÞ trÝ Q1 khi t¨ng sè tæ m¸y th× ΔH gi¶m.

Cột nước của nmtd

Phương trình cân bằng nước hồ chứa Dùa vµo ®k c©n b»ng gi÷a møc n­íc ch¶y vµo vµ ch¶y ra cña hå chøa, thiÕt lËp ph­¬ng tr×nh c©n b»ng n­íc cña hå chøa. XÐt mét kho¶ng tg ng¾n Δt tæng ®¹i sè c¸c l­îng n­íc ch¶y vµo b»ng tæng c¸c l­îng n­íc ch¶y ra cña hå, ta cã pt c©n b»ng n­íc:

Phương trình cân bằng nước hồ chứa

Phương trình cân bằng nước hồ chứa

Đường cong tích lũy dòng chảy 1. §Þnh nghÜa. §­êng cong luü tÝch lµ quan hÖ gi÷a l­îng n­íc cña dßng ch¶y tÝnh tõ mét gèc tg xÐt nµo ®ã ®Õn thêi ®iÓm hiÖn t¹i.

Đường cong tích lũy dòng chảy

Đường cong tích lũy dòng chảy

Đường cong tích lũy dòng chảy §­êng cong luü tÝch biÓu diÔn trªn ®å thÞ gåm: trôc hoµnh lµ trôc thêi gian t, trôc tung biÓu diÔn dung tÝch cña l­îng n­íc ®Õn W trong kho¶ng tg tõ (0-t), lÇn l­ît ®Æt c¸c ®iÓm t­¬ng øng gi÷a dung tÝch W víi t1, t2, ... tn. §­îc ®­êng cong luü tÝch cña dßng ch¶y Wi = f(ti) (h×nh 2-12).

Đường cong tích lũy dòng chảy

Đường cong tích lũy dòng chảy NÕu Q = const, ®­êng cong luü tÝch cã d¹ng lµ mét ®­êng th¼ng ®i qua gèc to¹ ®é. §é dèc (hÖ sè gãc) cña ®­êng cong luü tÝch biÓu thÞ l­u l­îng trung b×nh trong kho¶ng tg T.

Đường cong tích lũy dòng chảy NÕu ta o lÊy thêi ®iÓm ban ®Çu tõ gèc to¹ ®é mµ lÊy tõ mét thêi ®iÓm bÊt kú, ch¼ng h¹n b¾t ®Çu tõ t' vµ kÕt thóc t¹i t". VÏ ®­êng c¸t tuyÕn cña ®o¹n ®­êng cong luü tÝch t­¬ng øng víi kho¶ng tg tõ t' ®Õn t".

Đường cong tích lũy dòng chảy §­êng cong luü tÝch khi x©y dùng trong hÖ to¹ ®é vu«ng gãc t¨ng rÊt nhanh theo tg, nªn kÐm chÝnh x¸c khi tg tÝnh to¸n dμi v× ph¶i lÊy tû lÖ xÝch qu¸ nhá. §Ó kh¾c phôc, x©y dùng ®­êng cong luü tÝch trong hÖ to¹ ®é xiªn gãc.

Hệ tọa độ xiên Thùc chÊt ®­êng cong luü tÝch trong hÖ to¹ ®é xiªn gãc lµ ®­êng W'(t) trong hÖ to¹ ®é vu«ng gãc víi pt:

Hệ tọa độ xiên

Hệ tọa độ xiên Trong hÖ to¹ ®é vu«ng gãc vÏ W'(t), th­êng vÏ ®­êng th¼ng (- Q0.t) gäi lµ trôc hoµnh xiªn gãc cña hÖ to¹ ®é xiªn gãc. Tõ hÖ to¹ ®é xiªn gãc, cã thÓ x¸c ®Þnh nhanh chãng qua ®å thÞ trÞ sè n­íc ch¶y vµo ë mét thêi ®iÓm cho tr­íc nµo ®ã (h×nh 2-13).

Hệ tọa độ xiên

Hệ tọa độ xiên

Đường cong tích lũy của phụ tải Tõ ®­êng cong luü tÝch cña dßng ch¶y, t­¬ng øng ta cã ®­êng cong luü tÝch cña phô t¶i, biÓu diÔn qh gi÷a ®iÖn n¨ng E vµ cs ph¸t ra N cña nmtd. X¸c ®Þnh dùa vµo ®å thÞ phô t¶i ngµy ®iÓn h×nh vµ theo biÓu thøc:

Đường cong tích lũy của phụ tải

Đường cong tích lũy của phụ tải Tõ ®Æc tÝnh ta thÊy, ®o¹n AB lµ ®o¹n th¼ng do nm lu«n lµm viÖc 24h trong 1 ngµy víi cs<Nmin. §o¹n BC lµ ®­êng cong do tg lµm viÖc cña nm nhá dÇn khi cs tõ Nmin ®Õn Nmax. Hoµnh ®é t­¬ng øng víi ®iÓm D lµ ®iÖn n¨ng ph¸t ra trong ngµy, tung ®é lµ cs trung b×nh.

Dung tích đủ của hồ chứa ThiÕt kÕ nmtd cÇn x¸c ®Þnh thÓ tÝch ®ñ lín cña hå chøa, khi ®ã dßng ch¶y ®­îc san b»ng hoµn toµn. ThÓ tÝch nµy lµ sè liÖu cÇn thiÕt ®Ó so s¸nh ®¸nh gi¸ thÓ tÝch thùc tÕ. §­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch x©y dùng ®­êng cong luü tÝch.

Dung tích đủ của hồ chứa Trªn cïng ®å thÞ, vÏ 2 ®­êng cong luü tÝch lµ ®­êng cong luü tÝch n­íc ch¶y vµo vµ ®­êng cong luü tÝch n­íc ch¶y ra. ®­êng cong luü tÝch n­íc ch¶y ra n»m d­íi ®­êng cong luü tÝch n­íc ch¶y vµo th× kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®­êng cong chÝnh lµ thÓ tÝch n­íc gi÷ l¹i trong hå (h×nh 2-15).

Dung tích đủ của hồ chứa Tr­êng hîp ®­êng cong luü tÝch n­íc ch¶y ra cã l­îng n­íc x¶ th× cã thÓ n»m trªn ®­êng cong luü tÝch n­íc ch¶y vµo. Khi ®ã diÖn tÝch phÇn n»m trªn t­¬ng øng víi l­îng n­íc x¶.

Dung tích đủ của hồ chứa

Dung tích đủ của hồ chứa Khi hå chøa cã thÓ tÝch ®ñ ®Ó san b»ng ph¼ng dßng ch¶y th× ®­êng cong luü tÝch n­íc ch¶y ra khái hå sÏ lµ ®­êng th¼ng tiÕp xóc phÝa d­íi víi ®­êng cong luü tÝch n­íc ch¶y vµo t¹i hai ®iÓm trong chu kú tÝnh to¸n. Tõ ®ã, x¸c ®Þnh ®­îc dung tÝch ®ñ tèi thiÓu cña hå chøa ®Ó dßng ch¶y ®­îc san b»ng hoµn toµn, lµ kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a ®­êng cong luü tÝch n­íc ch¶y vµo vµ ch¶y ra (h×nh 2-16).

Dung tích đủ của hồ chứa

điều tiết dòng chảy

Điều tiết dòng chảy ChÕ ®é cña dßng ch¶y tù nhiªn thưêng o trïng víi chÕ ®é cña hé tiªu thô ®iÖn, dßng ch¶y thưêng o ®æi trong tg ng¾n nhưng phô t¶i lu«n biÕn ®æi. §Ó ®¸p øng ®ưîc sù biÕn ®æi liªn tôc cña phô t¶i cÇn ph¶i ph©n bè l¹i dßng ch¶y ®Ó ®¸p øng yc cña phô t¶i.

Điều tiết dòng chảy V× vËy nmtd cÇn ph¶i cã hå chøa nưíc, cã nhiÖm vô gi÷ l¹i lưîng nưíc thõa trong giê thÊp ®iÓm ®Ó sö dông vµo giê cao ®iÓm, hay trong ph¹m vi 1 n¨m th× hå chøa gi÷ l¹i l­îng n­íc thõa trong mïa m­a ®Ó sö dông vµo mïa kh«... gäi lµ ®iÒu tiÕt. Kh¶ n¨ng cña hå chøa quyÕt ®Þnh tÝnh chÊt ®iÒu tiÕt lµ dµi h¹n hay ng¾n h¹n,®­îc chia thµnh: §iÒu tiÕt ngµy, ®iÒu tiÕt tuÇn, ®iÒu tiÕt n¨m, ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m vµ ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng hÖ sè hå chøa:

Điều tiết dòng chảy

Điều tiết dòng chảy TÝnh chÊt cña mçi d¹ng ®iÒu tiÕt ®­îc x¸c ®Þnh bëi chu kú ®iÒu tiÕt cña nã gåm tg tõ khi hå chøa ®· chøa ®Çy ®Õn khi n­íc ë hå c¹n vµ hå l¹i ®­îc chøa ®Çy,kho¶ng tg Êy lµ mét chu kú ®iÒu tiÕt.

Các nguyên tắc điều tiết dòng chảy §iÒu tiÕt ngµy vµ dung tÝch cña hå chøa. Trong 1 ngµy ®ªm Q n­íc trong s«ng gÇn nh­ kh«ng thay ®æi. Trong ®ã phô t¶i ®iÖn lu«n thay ®æi, v× vËy Q n­íc cÇn dïng cho thuû ®iÖn ph¶i thay ®æi. Ta cã cs cña nm ®­îc x¸c ®Þnh:

Các nguyên tắc điều tiết dòng chảy Khi Q cña s«ng lín h¬n Q yªu cÇu th× hå ph¶i tr÷ n­íc, khi Q cña s«ng nhá h¬n Q yªu cÇu th× hå ph¶i cung cÊp thªm cho mp. §iÒu tiÕt ngµy, møc n­íc biÕn ®éng sau mét ngµy ®ªm sÏ trë vÒ vÞ trÝ ban ®Çu vµ lÆp l¹i 1 chu kú míi. Dung tÝch nhá nhÊt cña hå chøa ®iÒu tiÕt ngµy th­êng x¸c ®Þnh vµo kho¶ng (20-25)% l­îng n­íc cña 1 ngµy Ýt n­íc.

Điều tiết tuần và dung tích hồ chứa §iÒu tiÕt tuÇn vµ dung tÝch cña hå chøa. Vµo mïa Ýt n­íc Q cña s«ng trong 1 tuÇn th­êng o thay ®æi nh­ng phô t¶i ®iÖn ë c¸c ngµy trong tuÇn thay ®æi kh¸ nhiÒu (ngµy chñ nhËt phô t¶i h¹ thÊp). Do ®ã l­îng n­íc yªu cÇu trong c¸c ngµy trong tuÇn kh¸c nhau, l­îng n­íc thõa trong ngµy cã phô t¶i thÊp ®­îc tr÷ l¹i vµ ph©n bè ®Òu cho nh÷ng ngµy cã phô t¶i cao.

Điều tiết tuần và dung tích hồ chứa §iÒu tiÕt tuÇn vµ dung tÝch cña hå chøa. Chu kú ®iÒu tiÕt lµ 1 tuÇn, giao ®éng møc n­íc sau 1 tuÇn l¹i trë l¹i vÞ trÝ ban ®Çu vµ lÆp l¹i chu kú míi. Dung tÝch nhá nhÊt cña hå chøa ®iÒu tiÕt tuÇn th­êng x¸c ®Þnh b»ng l­îng n­íc cña 1 ngµy Ýt n­íc.

Điều tiết năm và dung tích hồ chứa Khi nmtd cã hå chøa ®ñ lín, hå gi÷ n­íc cña mïa lò vô ®iÒu tiÕt vµo mïa kh« tiÕp sau ®ã, do ®ã chu kú ®iÒu tiÕt b¾t ®Çu vµ kÕt thóc trong ph¹m vi 1 n¨m. Trong mçi n¨m tiÕp theo sau, chu kú ®ã ®­îc lÆp l¹i víi mét vµi sù thay ®æi tuú thuéc vµo ®Æc tÝnh thuû v¨n cña nh÷ng n¨m ®ã, ®iÒu tiÕt Êy gäi lµ ®iÒu tiÕt n¨m.

Điều tiết năm và dung tích hồ chứa Khi hå chøa kh«ng ®ñ lín ®Ó gi÷ toµn bé l­îng n­íc thõa th× ph¶i x¶ bít, khi hå chøa ®ñ lín ®Ó gi÷ toµn bé l­îng n­íc thõa vµ cho nm lµm viÖc víi Q b»ng Q trung b×nh trong c¶ n¨m th× gäi lµ ®iÒu tiÕt n¨m tuÇn hoµn. Trong ®iÒu tiÕt n¨m khi ta nãi ®Õn trÞ sè l­u l­îng ®iÒu tiÕt lµ ta muèn nãi ®Õn trÞ sè trung b×nh ngµy cña l­u l­îng.

Điều tiết năm và dung tích hồ chứa Nmtd lµm nhiÖm vô ®iÒu tiÕt n¨m bao giê còng ®ång thêi ®iÒu tiÕt tuÇn vµ ®iÒu tiÕt ngµy. Kh¶ n¨ng Êy cã thÓ thùc hiÖn ®­îc v× r»ng dung tÝch hå chøa cÇn thiÕt ®Ó ®iÒu tiÕt n¨m, lín h¬n rÊt nhiÒu dung tÝch cÇn thiÕt ®Ó ®iÒu tiÕt tuÇn vµ ®iÒu tiÕt ngµy. Dung tÝch cña hå chøa ®iÒu tiÕt n¨m t­¬ng ®èi lín, th­êng x¸c ®Þnh b»ng (25-30)% l­îng n­íc trung b×nh 1 n¨m (β = 0,02-0,3).

Điều tiết nhiều năm và dung tích hồ chứa Khi ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m, hå chøa gi÷ n­íc cña n¨m nhiÒu n­íc ®Ó cÊp thªm cho n¨m Ýt n­íc. §iÒu tiÕt nhiÒu n¨m cã chu kú ®iÒu tiÕt kh«ng cè ®Þnh phô thuéc vµo t×nh h×nh thuû v¨n, th­êng kÐo dµi kho¶ng 10 n¨m. §Ó hå chøa cã thÓ lµm nhiÖm vô ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m, dung tÝch cña hå ph¶i ®ñ lín, th­êng vµo kho¶ng (30- 50)% l­îng n­íc trung b×nh 1 n¨m (β = 0,3-0,5).

Điều tiết nhiều năm và dung tích hồ chứa §iÒu tiÕt n¨m thay ®æi sù ph©n bè dßng ch¶y trong ph¹m vi 1 n¨m nh­ng kh«ng thay ®æi khèi l­îng n­íc trong n¨m. §iÒu tiÕt nhiÒu n¨m thay ®æi c¶ sù ph©n bè dßng ch¶y gi÷a c¸c n¨m, chuyÓn l­îng n­íc thõa cña nh÷ng n¨m nhiÒu n­íc sang nh÷ng n¨m Ýt n­íc. Hå chøa ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m ®ång thêi lµm nhiÖm vô ®iÒu tiÕt ë nh÷ng møc ®é tg thÊp h¬n nh­ ®iÒu tiÕt n¨m, tuÇn vµ ngµy.

Tần suất của lưu lượng điều tiết Khi tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt, lu«n thùc hiÖn trong mét chu kú nµo ®ã víi t×nh h×nh thuû v¨n nhÊt ®Þnh. Tuy nhiªn t×nh h×nh thuû v¨n lu«n thay ®æi víi chu kú kh¸c nhau v× vËy ph¶i chän n¨m nµo cho ®iÒu tiÕt n¨m vµ chu kú nh÷ng n¨m nµo lµm chu kú tÝnh to¸n cho ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m.

Tần suất của lưu lượng điều tiết 1. TÇn suÊt ®¶m b¶o cña Nmtd vµ hÖ thèng. TÇn suÊt ®¶m b¶o cña Nmtd lµ tû sè gi÷a tg nm lµm viÖc b×nh th­êng víi cs ®Æt kh«ng phô thuéc vµo t×nh h×nh thuû v¨n víi thêi gian lµm viÖc trong nhiÒu n¨m cña nm.

Tần suất của lưu lượng điều tiết 1. TÇn suÊt ®¶m b¶o cña Nmtd vµ hÖ thèng. Tg Nmtd bÞ ph¸ ho¹i chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng lµ do t×nh h×nh thuû v¨n o ®¶m b¶o nh­ thiÕu n­íc, lò lín lµm cét n­íc gi¶m do n­íc ë h¹ l­u t¨ng cao... cßn c¸c sù cè vÒ ®iÖn kh«ng xÐt. TÇn suÊt ®¶m b¶o cña hÖ thèng lµ tû sè gi÷a tg hÖ thèng lµm viÖc b×nh th­êng nghÜa lµ o bÞ ph¸ ho¹i do ®iÒu kiÖn thuû v¨n víi tg lµm viÖc cña hÖ thèng trong nhiÒu n¨m.

Tần suất của lưu lượng điều tiết Khi ®k lµm viÖc b×nh th­êng cña Nmtd bÞ ph¸ ho¹i nh­ng phô t¶i cña hÖ thèng kh«ng ph¶i cùc ®¹i, phÇn cs thiÕu sÏ do c¸c nmd kh¸c ®¶m nhiÖm. V× vËy tÇn suÊt ®¶m b¶o cña hÖ thèng lu«n lín h¬n hoÆc b»ng tÇn suÊt ®¶m b¶o cña nm. Do ®ã khi thiÕt kÕ cã thÓ lÊy tÇn suÊt ®¶m b¶o cña nm b»ng tÇn suÊt ®¶m b¶o cña hÖ thèng.

Tần suất của lưu lượng điều tiết

Tần suất của lưu lượng điều tiết T lµ sè n¨m lµm viÖc. Khi tû lÖ cs cña nm cµng lín th× tÇn suÊt ®¶m b¶o cña nm cµng lín, cã thÓ lÊy p% gÇn ®óng theo trÞ sè (b¶ng 2-1).

Tần suất của lưu lượng điều tiết

Tần suất của lưu lượng điều tiết Khi biÕt dung tÝch cã Ých cña hå chøa, tiÕn hµnh ®iÒu tiÕt cho nhiÒu n¨m tµi liÖu thuû v¨n kh¸c nhau. Tõ ®ã vÏ ®­îc ®­êng tÇn suÊt l­u l­îng ®iÒu tiÕt phô thuéc vµo tÇn suÊt ®¶m b¶o (h×nh 2-17) theo biÓu thøc sau: Qdt = f(p%) Tõ ®Æc tÝnh tÇn suÊt Q ®iÒu tiÕt, nÕu biÕt tÇn suÊt ®¶m b¶o yªu cÇu cña Nmtd p% theo ®Æc tÝnh x¸c ®Þnh ®­îc l­u l­îng ®iÒu tiÕt yc Qdt.yc.

Tần suất của lưu lượng điều tiết

Tần suất của lưu lượng điều tiết TÇn suÊt cña ®iÖn n¨ng ®iÒu tiÕt. T­¬ng øng víi tõng møc n­íc vµ tÇn suÊt Q ®iÒu tiÕt, x¸c ®Þnh ®­êng tÇn suÊt ®iÖn n¨ng ®iÒu tiÕt theo biÓu thøc: Ta ®­îc ®­êng tÇn suÊt ®iÖn n¨ng ®iÒu tiÕt t­¬ng tù nh­ ®­êng tÇn suÊt l­u l­îng ®iÒu tiÕt (h×nh 2-17).

điều tiết dòng chảy

Tính toán thiết kế nhà máy thủy điện Nh÷ng c«ng tr×nh vµ thiÕt bÞ chÝnh cña nmtd. Nmtd lµ mét tæng hîp gåm c¸c c«ng tr×nh vµ thiÕt bÞ kh¸c nhau, dïng ®Ó biÕn ®æi n¨ng l­îng dßng ch¶y thµnh ®iÖn n¨ng. C«ng tr×nh t¹o thµnh cét n­íc: ®Ëp, kªnh dÉn... C«ng tr×nh ®Ó ®iÒu tiÕt dßng ch¶y: hå chøa, kªnh dÉn... C«ng tr×nh x¶ lò: trong mïa lò, do cs cña tb vµ kh¶ n¨ng hå chøa h¹n chÕ, 1 phÇn l­îng n­íc thõa ®­îc x¶ qua c¸c c«ng tr×nh x¶ lò: kªnh, cöa x¶...

Tính toán thiết kế nhà máy thủy điện C«ng tr×nh cöa lÊy n­íc vµ ch¾n r¸c: n­íc s«ng ch¶y kÐo theo nã mét sè vËt cøng nh­ sái, c©y cèi. Nh÷ng vËt nµy kh«ng ®­îc ch¶y qua tb mµ ph¶i ®­îc gi÷ l¹i bëi c«ng tr×nh ch¾n r¸c. ThiÕt bÞ biÕn ®æi E: E dßng ch¶y ®­îc biÕn thµnh c¬ n¨ng do tb n­íc vµ chuyÓn thµnh ®iÖn n¨ng qua mp ë U thÊp, ®Ó kÕt nèi víi hÖ thèng th­êng dïng mba n©ng ¸p. Tb n­íc, mpd vµ mba ®­îc xÕp vµo lo¹i nh÷ng thiÕt bÞ chÝnh cña nmtd.

Tính toán thiết kế nhà máy thủy điện C¸c hÖ thèng thiÕt bÞ phô: HÖ thèng dÇu, hÖ thèng khÝ nÐn, hÖ thèng cÊp n­íc kü thuËt, hÖ thèng ®iÒu khiÓn vµ tù ®éng ®iÒu chØnh tuabin hÖ thèng cÇn trôc, hÖ thèng ®o l­êng vµ b¶o vÖ...

Các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy thủy điện 1. §Çu t­ vµo kiÕn thiÕt c¬ b¶n, KT. Chi phÝ x©y dùng c¬ b¶n cña Nmtd gåm 2 thµnh phÇn: Vèn ®Çu t­ vµo c¸c c«ng tr×nh thuû c«ng c¬ b¶n nh­: §Ëp, c«ng tr×nh th¸o n­íc...phÇn nµy kh«ng phô thuéc trùc tiÕp vµo cs l¾p m¸y cña Nmtd.

Các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy thủy điện 1. §Çu t­ vµo kiÕn thiÕt c¬ b¶n, KT. Vèn phô thuéc trùc tiÕp vµo cs l¾p m¸y cña Nmtd nh­: Chi phÝ vÒ thiÕt bÞ c¬ b¶n vµ x©y dùng nhµ m¸y cña Nmtd... §èi víi Nmtd th× kªnh dÉn, èng dÉn tb cã thÓ phô thuéc vµo cs l¾p m¸y, v× vËy gÇn ®óng cã thÓ tÝnh phÇn chi phÝ nµy tû lÖ víi cs l¾p m¸y cña Nmtd.

Các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy thủy điện 1. §Çu t­ vµo kiÕn thiÕt c¬ b¶n, KT. Ta cã: KT = K0 + Kt.bi = K0 + Δk.NT K0 lµ vèn ®Çu t­ vµo c¸c c«ng tr×nh thuû c«ng o phô thuéc vµo cs l¾p m¸y. Kt.bi lµ tiÒn vèn mua thiÕt bÞ, nh­ m¸y, kªnh dÉn... Δk lµ gi¸ tiÒn trung b×nh cña thiÕt bÞ vµ c¸c chi phÝ kh¸c cña nm tÝnh cho 1 ®v cs. NT lµ cs cña Nmtd.

Các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy thủy điện 2. Chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m. §Æc ®iÓm cña chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m cña Nmtd lµ o phô thuéc vµo l­îng ®iÖn n¨ng ph¸t ra v× nhiªn liÖu cña Nmtd lµ n¨ng l­îng n­íc. Nã ®­îc chia thµnh 2 lo¹i:

Các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy thủy điện a) Chi phÝ vËn hµnh gi¸n tiÕp. §ã lµ phÇn vèn phôc vô cho c«ng t¸c ®¹i tu, thay thÕ c¸c b« phËn, khÊu hao cho c¸c c«ng tr×nh vµ thiÕt bÞ. C¸c c«ng tr×nh kh¸c nhau tû lÖ khÊu hao còng kh¸c nhau (nÕu xem tg sö dông cña tb lµ 25 n¨m th× tû lÖ khÊu hao lµ 4% cßn c«ng tr×nh bª t«ng lín th× lÊy kho¶ng (1-2)%). Vèn ®ai tu, söa ch÷a, thay míi còng lÊy theo phÇn tr¨m cña vèn ®Çu t­ c¬ b¶n (tb, mp, c¸c thiÕt bÞ c¬ ®iÖn lÊy kho¶ng 2% vèn ®Çu t­ cho ®¹i tu, cßn ®Ëp th× lÊy kho¶ng (0,25-0,5)% tiÒn vèn ®Çu t­ cho ®¹i tu).

Các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy thủy điện b) Chi phÝ vËn hµnh trùc tiÕp. Gåm nh÷ng thµnh phÇn sau: Chi phÝ tiÒn l­¬ng cña c«ng nh©n. Chi phÝ söa ch÷a nhá, th­êng xuyªn cña nm. Chi phÝ ®iÖn tù dïng, víi nmtd th× ®iÖn tù dïng chiÕm kho¶ng (0,5-1)% ®iÖn n¨ng b×nh qu©n n¨m mµ nã sx ra. Chi phÝ vÒ hµnh chÝnh, b¶o vÖ vµ nh÷ng chi phÝ phô kh¸c.

Các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy thủy điện

Các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy thủy điện

Phương pháp so sánh kinh tế TÝnh kinh tÕ cña ph­¬ng ¸n cÇn ph¶i ®¸nh gi¸ theo vèn ®Çu t­ ban ®Çu vμ c¸c phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m. a) Pp thêi gian thu håi vèn ®Çu t­ phô. Pp thêi h¹n thu håi vèn ®Çu t­ phô lµ so s¸nh sù chªnh lÖch vÒ vèn ®Çu t­ (X2-X1) víi sù tiÕt kiÖm vÒ phÝ tæn vËn hµnh hµng n¨m (Y1-Y2) theo biÓu thøc:

Phương pháp so sánh kinh tế

Phương pháp so sánh kinh tế

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu §èi víi Nmtd, c¸c th«ng sè c¬ b¶n chñ yÕu lµ: Møc n­íc d©ng b×nh th­êng MNDBT, ZDBT. C«ng suÊt l¾p m¸y, NLM. 1. X¸c ®Þnh cs l¾p m¸y. X¸c ®Þnh cs l¾p m¸y lµ cv quan träng cña thiÕt kÕ Nmtd. NÕu cs qu¸ lín th× sÏ g©y l·ng phÝ thiÕt bÞ vµ vèn ®Çu t­ v« Ých, nÕu qu¸ nhá th× sÏ o lîi dông ®­îc tèi ®a nguån thuû n¨ng thiªn nhiªn, v× vËy ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc cs l¾p m¸y hîp lý nhÊt.

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu Cs l¾p m¸y sÏ thay ®æi theo chiÒu cao cña ®Ëp, ë ®©y ta chän møc n­íc d©ng cao cña ®Ëp kh«ng thay ®æi. Cs l¾p m¸y cña Nmtd gåm 2 thµnh phÇn

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu a) X¸c ®Þnh cs cÇn thiÕt cña Nmtd. Trong hÖ thèng ®iÖn chñ yÕu sö dông 2 lo¹i nmd lµ Nmtd vµ Nmnd, v× vËy nÕu Nmtd t¨ng cs bao nhiªu th× cs cña Nmnd sÏ gi¶m bÊy nhiªu. V× thiÕt bÞ cña Nmnd phøc t¹p h¬n rÊt nhiÒu so víi Nmtd ®ång thêi gi¸ thµnh ®iÖn n¨ng do Nmnd sx còng cao h¬n.

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu Do ®ã khi ®· biÕt møc n­íc d©ng b×nh th­êng cao nhÊt cña Nmtd, ph¶i ph©n chia sao cho cs cÇn thiÕt ë Nmtd lµ lín nhÊt theo kh¶ n¨ng cña nã ®Ó gi¶m tiÒn ®Çu t­, tiÕt kiÖm nhiªn liÖu cho hÖ thèng ®iÖn vµ sö dông triÖt ®Ó E dßng n­íc. Nh­ng mÆt kh¸c ph¶i ®¶m b¶o c«ng t¸c cña nm, nÕu t¨ng qu¸ møc cho phÐp th× sÏ lµm gi¶m møc ®¶m b¶o c«ng t¸c cña nm còng nh­ cña hÖ thèng. Do ®ã cÇn ph¶i chän ®­îc cs cÇn thiÕt lín nhÊt ®ång thêi ®¶m b¶o c«ng t¸c cña nm khi MNDBT cña nm o thay ®æi.

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu a.1) X¸c ®Þnh cs c«ng t¸c lín nhÊt. Chän n¨m h¹n thiÕt kÕ dïng cho tÝnh to¸n. X¸c ®Þnh ®­êng luü tÝch cña dßng ch¶y (h×nh 3-1) vµ s¬ bé chiÒu s©u lµm viÖc cã lîi nhÊt cña hå chøa. Theo ®k ®Þa h×nh ta x¸c ®Þnh s¬ bé cao tr×nh giíi h¹n d­íi “chÕt” ZC tõ ®ã ta tÝnh ®­îc cét n­íc trung b×nh cña Nmtd nh­ sau:

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu ZHL lµ møc n­íc trung b×nh ë h¹ l­u lÊy theo l­u l­îng n­íc trung b×nh cña Nm. ZDBT lµ møc n­íc d©ng b×nh th­êng cña Nm. ZC lµ møc n­íc thÊp nhÊt cña Nm. Tõ cét n­íc trung b×nh, ta cã chiÒu s©u lµm viÖc cã lîi nhÊt cña hå chøa nh­ sau: ë Nmtd ®iÒu tiÕt n¨m: h = (25-30)%H. ë Nmtd ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m: h = (30-40)%H. ë Nmtd hçn hîp: h = 10%H.

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu Dùa vµo tµi liÖu thuû v¨n, vÏ ®­êng tÇn suÊt ®iÖn n¨ng ®iÒu tiÕt cña dßng ch¶y ë vÞ trÝ ®Æt nhµ m¸y cã chiÒu s©u lµm viÖc cña hå lµ h t­¬ng øng víi MNDBT ZDBT. Theo ®Æc tÝnh dung tÝch cña hå, x¸c ®Þnh dung tÝch cã Ých cña hå chøa WCI. Theo trÞ sè WCI vÏ c¸c ®­êng cong hç trî (®­êng luü tÝch n­íc ch¶y ra) bªn d­íi ®­êng cong luü tÝch dßng ch¶y vμ x¸c ®Þnh trÞ sè l­u l­îng ®iÒu tiÕt Qdt víi nhiÒu n¨m thuû v¨n (h×nh 3-1). Cã Qdt, cã thÓ tÝnh ®iÖn n¨ng ®iÒu tiÕt vµ ®iÖn n¨ng sinh ra trong thêi gian cÊp n­íc trong tõng n¨m mét theo biÓu thøc sau:

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu Theo tÝnh chÊt tû lÖ cs cña nm víi hÖ thèng, cã trÞ sè tÇn suÊt ®¶m b¶o ®· qui ®Þnh p%. Tõ ®­êng cong tÇn suÊt ®iÖn n¨ng t×m ®­îc trÞ sè ®iÖn n¨ng ®iÒu tiÕt cña n¨m h¹n thiÕt kÕ Edt.p%. NÕu trÞ sè Edt.P% ®ã trïng víi Edt cña mét n¨m h¹n nµo ®ã th× ta lÊy tµi liÖu thuû v¨n cña n¨m ®ã ®Ó tÝnh to¸n. NÕu Edt.P% kh«ng trïng víi n¨m nµo th× ta tÝnh c¸c sè liÖu cña n¨m h¹n thiÕt kÕ nh­ sau: Tõ tµi liÖu cña mét n¨m thuû v¨n thùc tÕ nµo ®ã cã Edt gÇn s¸t víi Edt.P% ta x¸c ®Þnh γ theo biÓu thøc:

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu TÝnh cs c«ng t¸c lín nhÊt Nmax cña Nmtd ®iÒu tiÕt n¨m Khi thiÕt kÕ, coi MNDBT o ®æi vµ tÝnh l¹i chiÒu s©u lµm viÖc cã lîi nhÊt cña hå chøa theo tµi liÖu thuû v¨n cña n¨m h¹n thiÕt kÕ, ®ång thêi x¸c ®Þnh ®iÖn n¨ng ®iÒu tiÕt phï hîp víi møc ®¶m b¶o c«ng t¸c lµ Edt.P%. §ã lµ ®iÖn n¨ng trong mïa ®iÒu tiÕt lín nhÊt theo kh¶ n¨ng dßng n­íc cña n¨m h¹n thiÕt kÕ, ®ång thêi ®¶m b¶o ®­îc møc ®¶m b¶o c«ng t¸c nhÊt ®Þnh. Gi¶ thiÕt mét sè ph­¬ng ¸n Nmax cña Nmtd trong ph¹m vi cã thÓ ®­îc.

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu Víi mçi Nmax lËp nªn mét møc c©n b»ng cs trong hÖ thèng ®iÖn (h×nh 3-3). Muèn cho Nmax ®¹t ®­îc gi¸ trÞ lín nhÊt, ph¶i cho Nmtd lµm viÖc ë phÇn ®Ønh cña ®å thÞ phô t¶i thiÕt kÕ.

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu Dùa vµo ®å thÞ phô t¶i ngµy ®iÓn h×nh cña th¸ng vµ trÞ sè cs c«ng t¸c cña Nmtd ë c¸c ngµy (th¸ng) trªn ®å thÞ phô t¶i n¨m khi c©n b»ng phô t¶i (h×nh 3-4), t×m ®­îc cs trung b×nh ngµy (th¸ng) cho c¶ n¨m.

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu Tõ (h×nh 3-3) víi ph­¬ng ¸n I, th¸ng 1 ta cã cs c«ng t¸c lín nhÊt cña th¸ng lµ N1.max(I), ®Æt tõ ®Ønh cña ®å thÞ phô t¶i ngμy ®iÓn h×nh cña th¸ng 1 vµ dãng qua ®­êng luü tÝch phô t¶i x¸c ®Þnh ®­îc ®iÖn n¨ng ngµy lµ El(I). Chia El(I) cho 24h ta ®­îc cs trung b×nh ngµy trong th¸ng 1, tiÕn hµnh t­¬ng tù cho nh÷ng th¸ng kh¸c (2, 3, ...12) víi c¸c ph­¬ng ¸n kh¸c nhau ta ®­îc ®å thÞ (h×nh 3-5).

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu Tõ ®­êng cong luü tÝch ta cã tg ®iÒu tiÕt tdt, tra vµo ®å thÞ (h×nh 3-5) sÏ x¸c ®Þnh ®­îc Edt cña c¸c ph­¬ng ¸n kh¸c nhau (phÇn g¹ch chÐo trªn h×nh lµ Edt cña ph­¬ng ¸n I, Edt(I)). Tõ c¸c cÆp trÞ sè Nmax gi¶ thiÕt vµ Edt t­¬ng øng, vÏ ®­êng quan hÖ gi÷a Nmax vµ Edt (h×nh 3-6).

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu Ta ®· t×m ®­îc E*dt.P%, tõ ®­êng qh gi÷a N*max.p% vµ E*dt.p% (h×nh 3-6) x¸c ®Þnh ®­îc N*max.P%. §ã lµ trÞ sè cs c«ng t¸c lín nhÊt cña Nmtd ®ång thêi ®¶m b¶o yc ph¸t l­îng ®iÖn n¨ng ®iÒu tiÕt lín nhÊt cã thÓ vµ ®¶m b¶o ®­îc møc c«ng t¸c cña hÖ thèng ®iÖn.

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu TÝnh cs c«ng t¸c lín nhÊt Nmax cña Nmtd ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m. §èi víi Nmtd ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m còng tÝnh to¸n t­¬ng tù nh­ trªn, nh­ng ®iÖn n¨ng ®iÒu tiÕt ph¶i tÝnh lµ ®iÖn n¨ng ®iÒu tiÕt trung b×nh n¨m tÝnh cho c¶ thêi kú Ýt n­íc bao gåm nhiÒu n¨m, cã thÓ tÝnh theo biÓu thøc sau:

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu TÝnh cs c«ng t¸c lín nhÊt Nmax cña Nmtd ®iÒu tiÕt ngµy. X¸c ®Þnh Nmax cña Nmtd cã ®iÒu tiÕt ngµy khi lµm viÖc ë phÇn ®Ønh cña ®å thÞ phô t¶i theo pp sau: Tõ tû lÖ cs cña nm trong hÖ thèng, x¸c ®Þnh møc ®¶m b¶o c«ng t¸c thiÕt kÕ cho Nmtd p%. X¸c ®Þnh l­u l­îng ®¶m b¶o Qdb.p% theo møc ®¶m b¶o trªn ®­êng tÇn suÊt l­u l­îng cña Nmtd (h×nh 3-7). T×m ®­îc cs trung b×nh ngµy ®¶m b¶o.

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu Tõ ®­êng cong luü tÝch cña phô t¶i ngµy ®iÓn h×nh cña th¸ng Ýt n­íc mµ cã yªu cÇu phô t¶i lín øng víi Edb.P% t×m ®­îc trÞ sè Nmax.P% cña Nmtd ®iÒu tiÕt ngµy (h×nh 3-8).

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu TÝnh cs c«ng t¸c lín nhÊt Nmax cña Nmtd kh«ng ®iÒu tiÕt. Tõ tû lÖ cs cña nm trong hÖ thèng, x¸c ®Þnh møc ®¶m b¶o c«ng t¸c thiÕt kÕ cho Nmtd p%. X¸c ®Þnh l­u l­îng ®¶m b¶o Qdb.p% theo møc ®¶m b¶o trªn ®­êng tÇn suÊt l­u l­îng cña Nmtd (h×nh 3-7). Tõ ®ã, t×m ®­îc cs trung b×nh ngµy ®¶m b¶o. Ndb.P% = 9,81.η. Qdb.P%. H (kW) TrÞ sè trªn lµ cs lín nhÊt cña Nmtd o ®iÒu tiÕt.

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu a.2) X¸c ®Þnh cs dù tr÷. Cs dù tr÷ th­êng sö dông c¸c nmtd do tÝnh linh ho¹t cña thuû ®iÖn cao h¬n nhiÖt ®iÖn, gåm: Dù tr÷ qu¸ t¶i: ®Ó ®¶m b¶o chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng cña hÖ thèng khi cã sù t¨ng t¶i ®ét ngét, th­êng (2-5)%Nmax cña hÖ thèng. Dù tr÷ kü thuËt: Khi lµm viÖc cã thÓ x¶y ra sù cè c¸c mp, mba, ®­êng d©y... Do ®ã cÇn cã cs dù tr÷ ®Ó thay thÕ c¸c phÇn tö bÞ h­ háng, th­êng x¸c ®Þnh (8-10)%Nmax cña hÖ thèng vµ ph¶i lín h¬n cs cña tæ mp cã cs lín nhÊt.

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu Dù tr÷ söa ch÷a, b¶o qu¶n: ®Ó ®¶m b¶o cung cÊp ®ñ cs khi söa ch÷a vµ b¶o qu¶n thiÕt bÞ, th­êng lîi dông nh÷ng thêi ®iÓm phô t¶i thÊp ®Ó thùc hiÖn. V× vËy th­êng o x¸c ®Þnh cs dù tr÷ söa ch÷a. Dù tr÷ ph¸t triÓn: ®Ó ®¶m b¶o an ninh E trong t­¬ng lai, th­êng kh«ng sö dông Nmtd do ph¶i cã dung tÝch hå dù tr÷ lín.

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu b) X¸c ®Þnh cs l¾p thªm cña Nmtd. Cs l¾p thªm lµ l­îng cs l¾p thªm ®Ó tËn dông l­îng n­íc thõa trong mïa lò, nã kh«ng thÓ thay thÕ cho phÇn cs cÇn thiÕt cña Nmtd ®­îc. ChØ l¾p thªm cho Nmtd khi tiÒn ®Çu t­ cho l¾p thªm vµ tiÒn chi phÝ vËn hµnh riªng cho nã cã thÓ c©n b»ng víi tiÒn ®Çu t­ cho khai th¸c nhiªn liÖu vµ chi phÝ vËn hµnh ®­îc gi¶m ®i t­¬ng øng ë Nmnd, nghÜa lµ:

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu TrÞ sè hLT tÝnh ®­îc lµ giíi h¹n ®Ó x¸c ®Þnh cs l¾p thªm. NÕu sè giê thùc tÕ theo kh¶ n¨ng dßng n­íc thõa cã thÓ lín h¬n hLT th× l¾p thªm sÏ cã lîi, nÕu nhá h¬n th× kh«ng cã lîi. X¸c ®Þnh sè giê b×nh qu©n n¨m øng víi tõng trÞ sè cs l¾p thªm b»ng c¸ch x¸c ®Þnh l­u l­îng cÇn thiÕt lín nhÊt qua tr¹m QT theo:

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu BiÕt r»ng, cs l¾p thªm cña Nmtd chØ lµm viÖc khi hå chøa ®· tr÷ ®Çy nªn rÊt dÔ x¸c ®Þnh cét n­íc cña nã øng víi c¸c gi¸ trÞ l­u l­îng. Sau ®ã cã thÓ x¸c ®Þnh ®­êng qh cs l¾p thªm cña Nmtd víi sè giê lµm viÖc tÝnh b×nh qu©n nhiÒu n¨m (h×nh 3-9)

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu

Tính toán lựa chọn các thông số chủ yếu Tõ sè giê lµm viÖc giíi h¹n cã lîi ®· x¸c ®Þnh trªn ®Ó x¸c ®Þnh trÞ sè cs l¾p thªm.

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT a) Nguyªn t¾c x¸c ®Þnh. MNDBT lµ møc n­íc d©ng cã lîi nhÊt ë th­îng l­u trong ®k lµm viÖc b×nh th­êng nh­ng o ph¶i lµ møc n­íc cao nhÊt. Khi hå lµm nhiÖm vô chèng lò møc n­íc trong hå lµ cao nhÊt gäi lµ MNSC hay møc n­íc c­ìng bøc. Khi MNDBT t¨ng th× cs l¾p m¸y cña nm t¨ng vµ lµm gi¶m l­îng cs cña c¸c nm kh¸c vµ cã lîi.

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT a) Nguyªn t¾c x¸c ®Þnh. Tuy nhiªn nÕu t¨ng qu¸ cao MNDBT th× hå trë thµnh ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m vµ chØ t¨ng ®­îc cét n­íc cßn Q o thÓ t¨ng ®­îc do Q cña dßng s«ng h¹n chÕ. Khi MNDBT t¨ng th× vèn ®Çu t­, tæn thÊt do ngËp lôt t¨ng nhanh vµ kh«ng cã lîi. V× vËy, ®Ó x¸c ®Þnh MNDBT cã lîi nhÊt, ph¶i thùc hiÖn so s¸nh tæng chi phÝ tÝnh to¸n trung b×nh n¨m cho hÖ thèng ®iÖn nhá nhÊt.

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT b) X¸c ®Þnh MNDBT, ZDBT. X¸c ®Þnh ph¹m vi thay ®æi ®­îc cña ZDBT. Giíi h¹n trªn cña MNDBT phô thuéc vµo: T×nh h×nh ®Þa chÊt n¬i ®Æt nm vµ ph¹m vi cña hå chøa. Khi MNDBT qu¸ cao ¶nh h­ëng rÊt lín tíi ®é an toµn, tÝnh kinh tÕ cña nm. T×nh h×nh ngËp lôt trong ph¹m vi hå chøa. NÕu MNDBT qu¸ cao sÏ g©y ra ngËp lôt nhiÒu, kh«ng cã lîi. DiÖn tÝch mÆt hå. Khi MNDBT t¨ng diÖn tÝch mÆt hå t¨ng m¹nh l­îng h¬I bèc lªn lín cã thÓ thay ®ái khÝ hËu cña mét vïng.

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT b) X¸c ®Þnh MNDBT, ZDBT. Giíi h¹n d­íi cña MNDBT. Do yc cña hÖ thèng ®iÖn lùc, nm ph¶i ®¶m b¶o cung cÊp 1 l­îng ®iÖn n¨ng nhÊt ®Þnh nÕu MNDBT qóa thÊp sÏ kh«ng ®¸p øng ®­îc yªu cÇu cña hÖ thèng. Ngoµi ra MNDBT cßn phô thuéc vµo yªu cÇu cña nhiÒu ngµnh kinh tÕ kh¸c.

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT X¸c ®Þnh mèi qh gi÷a chØ tiªu kinh tÕ víi MNDBT. §èi víi Nmtd mçi trÞ sè cña MNDBT x¸c ®Þnh ®­îc trÞ sè cña NLM. Tõ ®ã, lËp ®­îc ®­êng qh gi÷a cs l¾p m¸y víi MNDBT (h×nh 3-10a).

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT Khi x¸c ®Þnh ®­îc cs l¾p m¸y NT cña nm, víi mçi ph­¬ng ¸n ZDBT x¸c ®Þnh ®­îc ®iÖn n¨ng trung b×nh n¨m, lËp ®­îc ®­êng qh gi÷a ZDBT vµ ®iÖn n¨ng ET (h×nh 3-10b). Sau khi cã ®­êng qh gi÷a MNDBT víi cs vµ ®iÖn n¨ng cña Nmtd, x¸c ®Þnh ®­îc ®­êng qh gi÷a cs l¾p m¸y t¨ng thªm ΔNT vµ ®iÖn n¨ng t¨ng thªm ΔET víi MNDBT (h×nh 3-11).

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT Khi MNDBT cña Nmtd thay ®æi lµm NT, ΔNT, ET vµ ΔET thay ®æi, th«ng sè cña nmnd NN, ΔNN, EN vµ ΔEN còng thay ®æi theo (h×nh 3-12).

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT Víi mçi ph­¬ng ¸n cña MNDBT ta x¸c ®Þnh ®­îc vèn ®Çu t­ KT vµ chi phÝ vËn hµnh CT cña Nmtd, víi nhiÒu MNDBT ta x¸c ®Þnh ®­êng qh gi÷a MNDBT víi KT vµ YT (h×nh 3-13).

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT Tõ ®­êng cong trªn ta thÊy, khi MNDBT cµng cao th× vèn ®Çu t­ vµ chi phÝ vËn hµnh t¨ng cµng nhanh. Sau khi cã ®­êng qh gi÷a MNDBT víi vèn ®Çu t­ vµ chi phÝ vËn hµnh cña Nmtd, x¸c ®Þnh ®­îc ®­êng qh gi÷a l­îng vèn t¨ng thªm ΔKT vµ chi phÝ vËn hµnh t¨ng thªm ΔYT víi MNDBT (h×nh 3-14).

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT T­¬ng tù, th«ng sè cña nmnd KN, ΔKN, YN vµ ΔYN còng thay ®æi khi MNDBT cña Nmtd thay ®æi (h×nh 3-15).

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT X¸c ®Þnh MNDBT, ZDBT. MNDBT cña nm ®­îc chän sao cho tæng chi phÝ tÝnh to¸n tÝnh to¸n cña ph­¬ng ¸n lµ nhá nhÊt: trong ®ã: Z lµ tæng chi phÝ tÝnh to¸n. §­îc x¸c ®Þnh b»ng biÓu thøc:

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT NÕu ®­êng qh cã d¹ng (h×nh 3-16a) th× ®iÓm giao nhau cña 2 ®­êng lµ gi¸ trÞ MNDBT cÇn t×m. NÕu ®­êng qh cã d¹ng (h×nh 3-16b) th× chän ®iÓm giao nhau øng víi MNDBT lín h¬n cña 2 ®­êng lµ gi¸ trÞ MNDBT cÇn t×m ®Ó tËn dông nguån thuû n¨ng. NÕu ®­êng qh cã d¹ng (h×nh 3-16c) khi ®iÓm giao nhau cña 2 ®­êng n»m trªn gi¸ trÞ Zmax th× lÊy Zmax lµ gi¸ trÞ MNDBT cÇn t×m. NÕu ®­êng qh cã d¹ng (h×nh 3-16d) th× chøng tá NMN§ lu«n kinh tÕ h¬n NMT§.

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT

Xác định mực nước dâng bình thường Z BT Khi x¸c ®Þnh ®­îc ZDBT cÇn xem xÐt ®Õn c¸c yªu cÇu cña c¸c ngµnh kinh tÕ kh¸c: t­íi tiªu, giao th«ng, ngËp lôt...

chọn tuabin nước

Chọn tua bin nước Tb n­íc lµ mét d¹ng m¸y thuû lùc, biÕn n¨ng l­îng cña n­íc thµnh c¬ n¨ng trªn trôc quay cña Tb ®Ó quay mpd hay c¸c m¸y c«ng cô kh¸c.

Chọn tua bin nước 2. Nguyªn lý lµm viÖc. Tb ®­îc l¾p ®Æt t¹i Nmtd ®Ó chuyÓn ho¸ E n­íc thµnh c¬ n¨ng t¹i trôc cña Tb vµ chuyÓn ho¸ thµnh ®iÖn n¨ng th«ng qua mp, khi n­íc tõ th­îng l­u ch¶y theo ®­êng dÉn tíi Tb, råi ch¶y ra h¹ l­u. Theo ®Þnh luËt Becnuly, E cña mét ®¬n vÞ chÊt láng t¹i mét tiÕt diÖn nµo ®ã ®­îc x¸c ®Þnh theo pt:

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước Trong ®ã, vÞ n¨ng vµ ¸p n¨ng lµ 2 d¹ng cña thÕ n¨ng. V× vËy, E cña dßng n­íc gåm 2 thµnh phÇn: thÕ n¨ng vµ ®éng n¨ng. Tuú thuéc vµo d¹ng E nµo t¸c ®éng vµo Tb lµ chñ yÕu mµ ta chia t¸c ®éng cña dßng n­íc thµnh 2 thµnh phÇn: T¸c ®éng ph¶n kÝch, do thÕ n¨ng t¸c ®éng lµ chñ yÕu. T/®éng xung kÝch, do ®éng n¨ng t¸c ®éng lµ chñ yÕu.

Chọn tua bin nước N¨ng l­îng (E) do dßng ch¶y trao cho Tb x¸c ®Þnh b»ng hiÖu E ®¬n vÞ cña dßng ch¶y tr­íc khi vµo Tb vµ sau khi ra khái Tb. (h×nh 3-1)

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước C¸c th«ng sè chÝnh cña Tb n­íc. C¸c th«ng sè chÝnh cña Tb n­íc lµ: L­u l­îng n­íc qua Tb, cét n­íc lµm viÖc, c«ng suÊt vµ hiÖu suÊt cña Tb. 1. Cét n­íc lµm viÖc cña Tb, H. S¬ ®å l¾p ®Æt Tb ë Nmtd thÓ hiÖn trªn (h×nh 3-17).

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước §é chªnh mùc n­íc gi÷a th­îng l­u vµ h¹ l­u gäi lµ cét n­íc tÜnh cña Nmtd, ký hiÖu: HT. Cét n­íc lµm viÖc cña Tb (H) lµ hiÖu n¨ng l­îng ®¬n vÞ cña dßng n­íc ®i qua Tb t¹i mÆt c¾t vµo (E1) vµ t¹i mÆt c¾t ra (E2) cña Tb. Theo Becnuly ta cã:

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước Trong ®ã: p0, p1, p2 lµ ¸p lùc cña cét n­íc t¹i cña nhËn n­íc, cña vµo Tb, cöa x¶. α0, α1, α2 lµ hÖ sè hiÖu chØnh kÓ ®Õn sù ph©n bè o ®Òu cña vËn tèc dßng ch¶y trªn diÖn tÝch cña mÆt c¾t t¹i cña nhËn n­íc, cña vµo Tb, cöa x¶. htt lµ tæn thÊt cét n­íc trªn ®­êng dÉn. Δh2 lµ chªnh lÖch ¸p P gi÷a mÆt c¾t ra cña Tb víi h¹ l­u.

Chọn tua bin nước Trong ®ã: v0, v1, v2 lµ tèc ®é cña dßng n­íc t¹i cña nhËn n­íc, cña vµo Tb, cöa x¶. γ = ρ. g lµ träng l­îng riªng 1 m3 n­íc. ρ lµ khèi l­îng riªng cña 1 m3 n­íc, ρ = 1000 kg/m3. g lµ gia tèc träng tr­êng, g = 9,81 (m/s2). Do v1 ≈ v2 nªn gÇn ®óng ta cã: H = HT - htt

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước 2. L­u l­îng Tb, Q. L­u l­îng Tb lµ chØ l­u l­îng dßng ch¶y ®i qua Tb, ký hiÖu: Q, m3/s. 3. HiÖu suÊt cña Tb, ηT.

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước 5. §¹i l­îng qui dÉn. Tb n­íc cã thÓ cã th«ng sè rÊt kh¸c nhau theo cs, chñng lo¹i... §Ó ®Æc tr­ng cho mçi lo¹i Tb cÇn cã ®¹i l­îng ®Æc tr­ng, qui vÒ 1 ®k tiªu chuÈn nµo ®ã. Qui chuÈn tèc ®é quay (n) cña Tb vÒ ®k D1 = 1 m (®­êng kÝnh cña BXCT), H = 1 m gäi lµ tèc ®é quay qui dÉn, ký hiÖu n’1. Qui chuÈn l­u l­îng cña Tb vÒ ®k D1 = 1 m, H = 1 m gäi lµ l­u l­îng qui dÉn, ký hiÖu Q’1.

Chọn tua bin nước Qh gi÷a tèc ®é quay vµ tèc ®é quay qui dÉn nh­ sau:

Chọn tua bin nước HÖ sè tû tèc, nS. §Ó ®Æc tr­ng cho ®ång thêi 3 th«ng sè chÝnh cña Tb lµ: n, H, NT, dïng mét ®¹i l­îng gäi lµ hÖ sè tû tèc. HÖ sè tû tèc lµ tèc ®é quay cña Tb khi lµm viÖc ë cét n­íc H = 1m, ph¸t ra cs NT = 1 kW.

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước C¸c lo¹i Tb n­íc. Tuú theo ®k tù nhiªn, c¸c nmtd cã nh÷ng ®Æc ®iÓm riªng. V× vËy Tb cã rÊt nhiÒu lo¹i tuú theo t¸c ®éng cña dßng n­íc vµ b¸nh xe c«ng t¸c chia lµm 2 lo¹i Tb chÝnh:

Chọn tua bin nước Tb ph¶n kÝch. Gåm: Tb chong chãng, Tb c¸nh quay, Tb t©m trôc, Tb chÐo trôc... a) Tb chong chãng. Tb dïng ë Nmtd cã cét n­íc thÊp H = (2-70)m, cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n tuy nhiªn kÕt cÊu cña Tb thay ®æi tuú theo cét n­íc vµ cs. Tb chãng chãng (h×nh 3-18) gåm c¸c bé phËn sau:

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước B¸nh xe c«ng t¸c cña Tb (BXCT) gåm bÇu vµ c¸c c¸nh g¾n cè ®Þnh trªn bÇu, sè l­îng c¸nh cña BXCN th­êng kho¶ng (4-6). MÆt cong, h×nh d¸ng cña c¸nh tõ trong ra ngoµi, do ®ã khi n­íc ch¶y trªn mÆt cong cña c¸nh, do n­íc ph¶i ®æi h­íng nªn t¹o ra mét ¸p lùc t¸c dông nªn bÒ mÆt cña BXCN, g©y nªn M quay lµm quay tb.

Chọn tua bin nước Buång BXCT cã d¹ng h×nh trô lµ chç l¾p ®Æt BXCT, khe hë gi÷a buång BXCT vµ BXCT kho¶ng (0,0005-0,001)D. Trong ®ã D lµ ®­êng kÝnh cña BXCT. Buång Tb lµ bé phËn dÉn n­íc vµo BXCT. èng hót: bé phËn dÉn n­íc tõ BXCT tíi h¹ l­u. Nhê èng hót mµ phÇn cét n­íc tõ BXCT ®Õn h¹ l­u ®­îc sö dông vµ phÇn lín ®éng n¨ng cßn l¹i sau khi ra khái BXCT ®­îc phôc håi lµm t¨ng hiÖu suÊt cña Tb.

Chọn tua bin nước Stator Tb cã nhiÖm vô truyÒn t¶i träng n»m phÝa trªn nã xuèng mãng cña Nmtd. Nh÷ng Nmtd cã cs lín th­êng dïng Stator kiÓu trô gåm 2 vµnh b»ng kim lo¹i gi÷a 2 vµnh lµ c¸c cét Stator. Ngoµi ra cßn Stator kiÓu h­íng t©m vµ kiÓu chãp.

Chọn tua bin nước Bé phËn h­íng dßng n»m ë trong Stator (h×nh 3-18), cã nhiÖm vô: Thay ®æi cs cña Tb b»ng c¸ch thay ®æi l­u l­îng n­íc qua Tb, c¸c c¸nh h­íng dßng cã thÓ quay ®­îc quanh trôc c¸nh cã æ trôc t¹i vïng trªn vµ vµnh d­íi vµ ®­îc g¾n vµo vïng ®iÒu chØnh qua hÖ thèng ®iÒu chØnh. Khi c¸c c¸nh h­íng dßng quay, khe hë gi÷a c¸c c¸nh t¨ng lµm cho l­u l­îng n­íc t¨ng. V× vËy cs cña Tuabin thay ®æi.

Chọn tua bin nước Thay ®æi trÞ sè vµ h­íng cña vËn tèc dßng ch¶y trong kh«ng gian gi÷a bé phËn h­íng dßng vµ BXCT ®Ó t¹o ®k cho dßng ch¶y ®i vµo BXCT nh»m n©ng cao hiÖu suÊt cña Tb. Tb chong chãng cã dßng ch¶y qua BXCT song song víi trôc quay nªn gäi lµ Tb h­íng trôc.

Chọn tua bin nước b) Tb C¸nh quay. Th­êng dïng cho Nmtd võa vµ lín víi cét n­íc thÊp vµ trung b×nh H = (2-90)m. C¸c bé phËn gièng Tb chong chãng chØ kh¸c lµ kÕt cÊu cña c¸nh phøc t¹p h¬n. Bªn trong bÇu BXCT cã g¾n pitt«ng, trôc quay vµ æ ®ì nªn c¸nh cã thÓ quay ®­îc, v× vËy khi cét n­íc lµm viÖc vµ l­u l­îng cña Tb thay ®æi ta cã thÓ thay ®æi gãc ®Æt c¸nh Tb ®Ó qt chuyÓn ho¸ E ®¹t kÕt qu¶ max (h×nh 3-19).

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước Tuabin t©m trôc. Th­êng dïng cho nh÷ng Nmtd cã cét n­íc trung b×nh vµ cao víi cét n­íc kho¶ng (40-700)m. Lµ d¹ng Tb ph¶n kÝch ®­îc sö dông réng r·i nhÊt hiÖn nay. ChuyÓn ®éng cña chÊt láng trong BXCT lóc ®Çu theo h­íng xuyªn t©m. Khi ®i qua r·nh gi÷a c¸c BXCT dßng n­íc chuyÓn h­íng 900 vµ ra khái BXCT theo h­íng däc trôc, do ®ã gäi lµ Tb t©m trôc.

Chọn tua bin nước Tuabin t©m trôc. KÕt cÊu t­¬ng tù nh­ Tb chong chãng, chØ kh¸c BXCT. BXCT cã vµnh trªn 1, vµnh d­íi 2 (h×nh 3-20). Gi÷a 2 vµnh lµ c¸c c¸nh cã d¹ng cong kh«ng gian 3 chiÒu, sè l­îng c¸nh kho¶ng (12-22).

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước Tb xung kÝch. Gåm cã: Tb g¸o, xung kÝch 2 lÇn, tia nghiªng... Cã nguyªn lý lµm viÖc kh¸c víi Tb ph¶n kÝch, gåm nh÷ng bé phËn sau: Vßi phun, bé phËn ®iÒu chØnh l­u l­îng. B¸nh xe c«ng t¸c. Vá Tb.

Chọn tua bin nước a) Tuabin g¸o. Th­êng dïng ë Nmtd cã cét n­íc cao, (300-2000)m ë Nmtd lín vµ (40-250)m ë Nm nhá. Tb g¸o cã thÓ ®Æt ®øng hoÆc ngang (h×nh 3-21). Lo¹i trôc ngang th­êng cã cs nhá vµ cã (1-2) vßi phun cho 1 BXCT, sè l­îng BXCT trªn 1 trôc (1-2). Lo¹i trôc ®øng th­êng cã cs cao víi nhiÒu vßi phun cho 1 BXCT (2-6), c¸c vßi phun th­êng bè trÝ xung quanh BXCT.

Chọn tua bin nước a) Tuabin g¸o. Vßi phun cã nhiÖm vô biÕn toµn bé E n­íc thµnh ®éng n¨ng tr­íc khi ®­a vµo BXCT. §Ó ®iÒu chØnh l­u l­îng n­íc, Tb g¸o cã van kim. Khi ®­êng èng dµi nÕu ®ãng van kim ®ét ngét th× ¸p lùc n­íc va lín do ®ã trong Tb g¸o chÕ t¹o thªm bé phËn c¾t dßng. Khi sù cè van kim o ®ãng ®ét ngét nh­ng c¬ cÊu ng¾t dßng kh«ng cho tia n­íc b¾n vµo Tb nªn Tb vÉn dõng l¹i nhanh chãng.

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước BXCT g¸o (h×nh 3-22) gåm mét ®Üa, trªn ®Üa g¾n c¸c c¸nh d¹ng g¸o, th­êng cã (14-60) c¸nh tuú theo cét n­íc. Tia n­íc khi b¾n vμo g¸o t¹o xung lùc lµm quay BXCT. Tia n­íc khi vµo g¸o nhê dao ®Æt t¹i gi÷a g¸o, n­íc l­ít trªn g¸o vµ r¬i xuèng buång tho¸t, cét n­íc lîi dông cña Tb g¸o tÝnh tõ mùc n­íc th­îng l­u ®Õn ®iÓm tia n­íc b¾n vµo g¸o. Vá Tb cã nhiÖm vô kh«ng cho n­íc b¾n ra ngoµi gian m¸y.

Chọn tua bin nước b) Tb xung kÝch 2 lÇn. (h×nh 3-23) Tb cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n th­êng dïng ë Nmtd nhá cã cét n­íc cao (6-150)m, cs nhá. Tb gåm: vßi phun, BXCT, trôc... Vßi phun cã tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt, l­u l­îng ®­îc ®iÒu chØnh b»ng van ph¼ng. BXCT gåm 2 ®Üa vµ c¸c c¸nh cong g¾n vµo gi÷a 2 ®Üa, sè c¸nh kho¶ng (12-48).

Chọn tua bin nước b) Tb xung kÝch 2 lÇn. (h×nh 3-23) Trôc Tb xuyªn qua t©m cña 2 ®Üa nªn ë gi÷a BXCT cã kho¶ng rçng, khi n­íc b¾n vµo c¸nh BXCT lÇn 1 sÏ r¬i vµo kho¶ng rçng cña BXCT råi l¹i t¸c ®éng nªn c¸nh cña BXCT lÇn 2 n»m ë phÝa d­íi råi tho¸t ra ngoµi. LÇn 1 dßng n­íc truyÒn kho¶ng 83%, lÇn 2 trao ®æi tiÕp 17,3% n¨ng l­îng cßn l¹i.

Chọn tua bin nước

Hiện tượng khí thực trong tua bin nước 1. Kh¸i niÖm. Khi Tb lµm viÖc, do vËn tèc n­íc ch¶y qua BXCT lín vµ ph©n phèi vËn tèc n­íc trong BXCT o ®Òu dÉn ®Õn P n­íc ë mÆt sau cña c¸nh BXCT gi¶m rÊt thÊp. Khi P gi¶m thÊp h¬n P ho¸ h¬i cña n­íc xuÊt hiÖn c¸c bät khÝ, khi P lín h¬n P ho¸ h¬i c¸c bät khÝ bÞ ph¸ vì lµm cho n­íc Ëp vµo t©m bät khÝ víi tèc ®é cao, n­íc va ®Ëp vµo nhau m¹nh t¹i t©m bät khÝ lµm P t¹i t©m bät khÝ t¨ng cao.

Hiện tượng khí thực trong tua bin nước 1. Kh¸i niÖm. T¹i bÒ mÆt kim lo¹i sÏ xuÊt hiÖn nh÷ng va ch¹m m¹nh do sù ph¸ vì c¸c bät khÝ lµm cho kim lo¹i bÞ mái, dÉn ®Õn h×nh thµnh c¸c lç hæng, dÉn ®Õn ph¸ huû thiÕt bÞ: HiÖn t­îng khÝ thùc trong Tb. HiÖn t­îng khÝ thùc th­êng xuÊt hiÖn t¹i: MÆt sau cña c¸nh BXCT, khe hÑp gi÷a BXCT vµ buång BXCT... Khi xuÊt hiÖn khÝ thùc Tb cã nh÷ng biÓu hiÖn sau: Rung m¹nh vµ cã tiÕng ån, hiÖu suÊt cña Tb gi¶m, c¸c thiÕt bÞ sÏ bÞ ph¸ huû do hiÖn t­îng x©m thùc.

Hiện tượng khí thực trong tua bin nước 1. Kh¸i niÖm. §Ó Tb o x¶y ra hiÖn t­îng khÝ thùc th× P t¹i c¸c ®iÓm trong Tb ph¶i lín h¬n P ho¸ h¬i cña n­íc t¹i T lµm viÖc. 2. HÖ sè khÝ thùc, σ. HÖ sè khÝ thùc lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn khÝ thùc trong Tb, trÞ sè cña nã phô thuéc vµo t×nh h×nh dßng ch¶y ë phÇn dÉn dßng BXCT. §­îc x¸c ®Þnh b»ng thÝ nghiÖm ®èi víi tõng lo¹i Tb, do nct cho trªn ®Æc tÝnh tæng hîp cña Tb.

Hiện tượng khí thực trong tua bin nước 3. ChiÒu cao cét hót cho phÐp cña Tb. ChiÒu cao cét hót cho phÐp cña Tb lµ kho¶ng c¸ch tõ mÐp ra cao nhÊt cña c¸nh BXCT ®Õn mùc n­íc h¹ l­u, ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc sau:

Đặc tính của tua bin nước 1. Kh¸i niÖm. §Æc tÝnh cña Tb thÓ hiÖn mèi qh gi÷a 2 th«ng sè Tb khi c¸c th«ng sè kh¸c thay ®æi. Cã nhiÒu lo¹i ®Æc tÝnh: §Æc tÝnh c«ng t¸c, ®Æc tÝnh tæng hîp chÝnh, ®Æc tÝnh lång tèc cña Tb.

Đặc tính của tua bin nước 2. §Æc tÝnh c«ng t¸c. Khi Tb lµm viÖc do tèc ®é (n) kh«ng ®æi, cét n­íc lµm viÖc (H) thay ®æi chËm cã thÓ coi kh«ng ®æi, vËy chØ cã l­u l­îng (Q) hoÆc cs (N) thay ®æi lµ c¸c th«ng sè kh¸c thay ®æi theo. §Æc tÝnh c«ng t¸c tiªu biÓu cña Tb nh­ h×nh 3-24).

Đặc tính của tua bin nước

Đặc tính của tua bin nước Tõ ®­êng ®Æc tÝnh lµm viÖc ta thÊy, khi t¨ng cs th× hiÖu suÊt t¨ng tõ 0 ®Õn gi¸ trÞ max råi gi¶m xuèng cßn cs cña Tb chØ cã thÓ t¨ng ®Õn 1 giíi h¹n nµo ®ã (Ngh) dï l­u l­îng t¨ng thªm. V× khi ®ã hiÖu suÊt cña Tb gi¶m, nªn cs T gi¶m. Th­êng chØ cho Tb lµm viÖc trong ph¹m vi: N ≤ (0,95-0,97). Ngh §­êng giíi h¹n 95%Ngh gäi lµ ®­êng dù tr÷ (®­êng h¹n chÕ) c«ng suÊt 5% cña Tb.

Đặc tính của tua bin nước 3. §Æc tÝnh tæng hîp chÝnh cña Tb. §­êng ®Æc tÝnh tæng hîp chÝnh cña tb ®­îc dïng ®Ó chän th«ng sè cña Tb. §Æc tÝnh nãi nªn mèi qh gi÷a c¸c th«ng sè, gãc më bé phËn h­íng dßng (a0), hÖ sè khÝ thùc (σ) víi 2 th«ng sè chÝnh, tèc ®é qui dÉn (n’1) vµ l­u l­îng qui dÉn (Q’1), ®­îc thÓ hiÖn b»ng c¸c ®­êng ®¼ng trÞ trªn to¹ ®é n’1 vµ Q’1 khi ®­êng kÝnh BXCT D1 = 1 m vµ chiÒu cao cét n­íc lµm viÖc H = 1m.

Đặc tính của tua bin nước

Đặc tính của tua bin nước §­êng ®Æc tÝnh tæng hîp chÝnh do nct cung cÊp (hoÆc dïng m« h×nh thÝ nghiÖm) víi d¹ng tiªu biÓu (h×nh 3-25). Víi Tb t©m trôc vµ chong chãng lu«n cã ®­êng dù tr÷ c«ng suÊt 5%, cßn víi Tb c¸nh quay th× kh«ng cã do t¹i ®iÓm nµy ®Æc tÝnh khÝ thùc ®· kh«ng cho phÐp lµm viÖc.

Đặc tính của tua bin nước 4. §Æc tÝnh quay lång cña Tb. a) Kh¸i niÖm. Tèc ®é quay lång cña Tb lµ hiÖn t­îng phô t¶i tæ m¸y bÞ c¾t ®ét ngét mµ bé phËn h­íng dßng o kÞp ®ãng l¹i, n Tb sÏ t¨ng lªn vµ sau 1 kho¶ng tg sÏ ®¹t gi¸ trÞ max, ký hiÖu nl. Khi xuÊt hiÖn quay lång lùc ly t©m lín, m¸y rung m¹nh, lµm cho phÇn quay cña Tb cã thÓ bÞ ph¸ huû.

Đặc tính của tua bin nước 4. §Æc tÝnh quay lång cña Tb. a) Kh¸i niÖm. V× vËy trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ ph¶i tr¸nh ®­îc hiÖn t­îng quay lång ®Ó ®¶m b¶o an toµn cho ng­êi vµ thiÕt bÞ. Tèc ®é quay lång ®­îc ®Æc tr­ng bëi th«ng sè qui dÉn cña chóng, ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc sau:

Đặc tính của tua bin nước

Đặc tính của tua bin nước

Đặc tính của tua bin nước b) C¸c biÖn ph¸p chèng quay lång. Sö dông cöa van ®ãng nhanh, cã thÓ ®Æt tr­íc Tb hoÆc t¹i cöa lÊy n­íc. Dïng ®c riªng ®iÒu khiÓn cho tõng c¸nh cña Tb, ®¶m b¶o ®ãng bé phËn dÉn h­íng nhanh nhÊt. Chèng quay lång khi mét sè c¸nh h­íng dßng më. Khi cã vËt cøng chÌn vµo gi÷a c¸nh h­íng dßng, lùc quay cña tay ®ßn ®iÒu khiÓn ph¶i ®ñ lín ®Ó c¾t ®øt then chèt cña c¸c c¸nh h­íng dßng bÞ kÑt.

Đặc tính của tua bin nước b) C¸c biÖn ph¸p chèng quay lång. Khi ®ã vÉn cã mét sè c¸nh h­íng dßng më nh­ng Tb quay lång víi tèc ®é nhá h¬n.

Chọn tua bin nước 1. Nguyªn t¾c chän. Mçi Tb chØ thÝch øng víi mét ph¹m vi cét n­íc nhÊt ®Þnh, v× vËy cã nhiÒu lo¹i Tb víi th«ng sè cs vµ cét n­íc kh¸c nhau. Khi cét n­íc cao th­êng chän lo¹i Tb xung kÝch, víi cét n­íc < 500m th­êng chän Tb ph¶n kÝch. Ph¹m vi sö dông c¸c lo¹i Tb theo chiÒu cao cét n­íc ®­îc thÓ hiÖn trªn (h×nh 3-28). Th«ng sè cña c¸c lo¹i Tb th«ng dông trªn (B¶ng 3-2, 3-3, 3-4, 3-5, 3-6).

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước 2. Chän c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña Tb ph¶n kÝch. §èi víi Nmtd th­êng cã cs võa vµ lín, nªn th­êng chän Tb ph¶n kÝch. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña Tb cÇn x¸c ®Þnh lµ: §­êng kÝnh cña Tuabin, D1. Tèc ®ång bé cña Tuabin, n. ChiÒu cao cét hót cho phÐp, HS.

Chọn tua bin nước 2. Chän c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña Tb ph¶n kÝch. a) Pp x¸c ®Þnh theo hÖ sè tû tèc tÝnh to¸n, nS. B­íc 1: X¸c ®Þnh hÖ sè tû tèc cña Tb. Mçi kiÓu Tb cã mét ph¹m vi tû tèc nhÊt ®Þnh, thÝch øng víi mét ph¹m vi cét n­íc nhÊt ®Þnh. Do ch­a x¸c ®Þnh ®­îc tèc ®é quay cña Tb, nªn tõ cét n­íc tÝnh to¸n H ta x¸c ®Þnh hÖ sè nS cho Tb theo c«ng thøc kinh nghiÖm (do JEC NhËt b¶n ®Ò xuÊt).

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước

Chọn tua bin nước

chọn máy phát

Chọn máy phát Mp thuû ®iÖn lµ thiÕt bÞ biÕn c¬ n¨ng cña Tb nưíc thµnh ®iÖn n¨ng cung cÊp cho phô t¶i, lµ mpd ®ång bé 3 pha.

Chọn máy phát Mp cña Nmtd cã 3 h×nh thøc l¾p m¸y: Trôc ®øng: Dïng cho mp cã cs lín, sö dông c¸c mp kiÓu treo vµ kiÓu «. Mp: KiÓu capxul. Trôc ngang, trôc xiªn: Dïng cho c¸c mp cã c«ng suÊt nhá.

Chọn máy phát a) Mp kiÓu treo. Mp kiÓu treo gåm c¸c bé phËn sau: (h×nh 3-29) Rotor lµ bé phËn quay cña mp (1) g¾n chÆt vµo trôc cña Tb hoÆc qua c¬ cÊu truyÒn ®éng, trªn ®ã g¾n c¸c cùc tõ (2) víi c¸c cuén d©y sö dông dßng ®iÖn dc ®Ó t¹o ra tõ th«ng kÝch tõ. Stator lµ phÇn cè ®Þnh cña mp gåm c¸c cuén c¶m (3), c¶m øng dßng ®iÖn theo nguyªn lý c¶m øng ®iÖn tõ. æ trôc cña mp gåm: æ trôc ®ì (4) tiÕp nhËn c¸c lùc cña toµn bé tæ m¸y theo ph­¬ng th¼ng ®øng vµ æ trôc h­íng (5) tiÕp nhËn c¸c däc trôc cña toµn bé tæ m¸y vµ t¶i träng ¸p lùc cña dßng ch¶y qua BXCT.

Chọn máy phát PhÇn quay ®­îc g¾n chÆt vµo trôc, phÇn cè ®Þnh gåm c¸c vßng b¹c ®Æt trªn c¸c hép ®Öm thuû lùc vµ ®Æt trong bÓ dÇu. Gi¸ ®ì c¸c æ trôc gåm: gi¸ ®ì ch÷ thËp trªn (6) cã kÕt cÊu thÐp d¹ng khung dÇm rÎ qu¹t ®ì æ trôc ®ì trªn vµ æ trôc h­íng n»m trªn Rotor, toµn bé Rotor vµ BXCT ®­îc treo trªn gi¸ ch÷ thËp trªn nªn gäi lµ mp kiÓu treo. Gi¸ ch÷ thËp d­íi (7) ®ì æ trôc h­íng d­íi (8) Rotor mp. §Ó t¹o kÝch tõ th­êng sö dông mét mp kÝch tõ (9) nèi cïng trôc víi mp chÝnh ®Ó t¹o kÝch tõ cho mp chÝnh.

Chọn máy phát §¸nh gi¸: Mp kiÓu treo cã ®é æn ®Þnh cao, kh«ng rung nh­ng do cã 2 gi¸ ®ì ch÷ thËp nªn chiÒu cao gian m¸y lín.

Chọn máy phát

Chọn máy phát b) Mp kiÓu «. (h×nh 3-30) T­¬ng tù nh­ mp kiÓu treo, chØ kh¸c lµ æ trôc ®ì n»m d­íi Rotor mp. Gi¸ ch÷ thËp ®ì æ trôc th­êng cã d¹ng h×nh nãn côt ®Æt trªn n¾p Tb do ®ã chiÒu cao gian m¸y ®­îc gi¶m thÊp. §¸nh gi¸: Mp kiÓu « gi¶m ®­îc kÝch th­íc vµ träng l­îng nªn kinh tÕ h¬n mp kiÓu treo nh­ng cã ®é rung ®éng m¹nh.

Chọn máy phát

Chọn máy phát c) Mp kiÓu capxul. (h×nh 3-31) Mp cña tæ m¸y capxul ®­îc ®Æt trong vá thÐp cã h×nh d¹ng l­u tuyÕn ®Ó gi¶m tæn thÊt thuû lùc. Tæ m¸y capxul th­êng dïng cho c¸c Nmtd thuû triÒu vµ c¸c Nmtd cã cét n­íc thÊp (H ≤ 20 m). §¸nh gi¸: Do dßng ch¶y qua tæ m¸y theo h­íng th¼ng nªn l­îng n­íc qua Tb t¨ng (10-15)%, vèn ®Çu t­ vµ kÝch th­íc nm gi¶m (10-20)%.

Chọn các thông số cơ bản máy phát 2p lµ sè cùc cña mp. τ* lµ chiÒu dµi cung trßn vïng bè trÝ cùc Rotor. τ* = A.(S* )α A, α lµ hÖ sè phô thuéc chÕ ®é lµm m¸t cña mp, theo b¶ng sau:

Chọn máy phát

Chọn các thông số cơ bản máy phát Bưíc 1: X¸c ®Þnh sè cÆp cùc cña Mp. Tõ tèc ®é cña Tb tra (b¶ng 3-7) ta x¸c ®Þnh ®ưîc 2p. Bưíc 2: X¸c ®Þnh ®ưêng kÝnh ngoµi cña Mp. §ưêng kÝnh cña Rotor x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:

Chọn các thông số cơ bản máy phát

Chọn các thông số cơ bản máy phát

Chọn các thông số cơ bản máy phát

Chọn các thông số cơ bản máy phát

Chọn các thông số cơ bản máy phát

Chọn các thông số cơ bản máy phát

Chọn các thông số cơ bản máy phát

kết cấu nhà máy

Kết cấu nhà máy Nmtd ngang ®Ëp. Nmtd ®­îc thùc hiÖn ngay trong th©n ®Ëp, lµ mét phÇn cña c«ng tr×nh d©ng n­íc, chÞu ¸p lùc n­íc th­îng l­u ®ång thêi còng lµ c«ng tr×nh lÊy n­íc nèi tiÕp víi Tb.

Kết cấu nhà máy

Kết cấu nhà máy Do Tb ®Æt trong th©n ®Ëp nªn kÕt cÊu cña ®Ëp phøc t¹p, chiÒu cao cét nưíc thÊp kho¶ng (30-40)m, cs kho¶ng (120-150) MW. §Ó gi¶m kÝch thưíc cña gian m¸y thưêng chän mp kiÓu ¤ (h×nh 3-32). hoÆc Capxul (h×nh 3-33). §Ó ®¶m b¶o an toµn trong mïa lò, Nmtd ngang ®Ëp th­êng kÕt hîp x¶ lò.

Kết cấu nhà máy

Nhà máy thủy điện sau đập và đường dẫn Nmtd sau ®Ëp vµ ®­êng dÉn cïng dïng ®­êng èng dÉn n­íc vµo Tb, èng ¸p lùc ®Æt trong ®Ëp víi Nmtd sau ®Ëp vµ ®Æt lé thiªn víi Nmtd ®­êng dÉn. Nm nµy kh«ng trùc tiÕp chÞu ¸p lùc cña phÝa th­îng l­u nªn kÕt cÊu cña ®Ëp ®¬n gi¶n h¬n. Nmtd sau ®Ëp cã cs vµ cét n­íc kh¸ lín kho¶ng (30-300)m (h×nh 3-34). Do o bÞ h¹n chÕ vÒ chiÒu cao cña gian m¸y nªn cã thÓ sö dông mp kiÓu treo hoÆc kiÓu « còng nh­ Capxul.

Nhà máy thủy điện sau đập và đường dẫn §Ó ®¶m b¶o an toµn trong mïa lò, Nmtd sau ®Ëp th­êng kÕt hîp x¶ lò. Nmtd ®­êng dÉn cã thÓ sö dông cét n­íc rÊt cao 2000m (h×nh 3-34). Th­êng sö dông Tb g¸o trôc ®øng hoÆc trôc ngang.

Nhà máy thủy điện sau đập và đường dẫn

Nhà máy thủy điện ngầm Toµn bé nhµ m¸y n»m s©u trong lßng ®Êt, liªn hÖ gi÷a nhµ m¸y víi mÆt ®Êt b»ng c¸c giÕng hoÆc ®­êng hÇm (h×nh 3-36). Do ®ã nhµ m¸y th­êng cã cét n­íc cao vµ c«ng suÊt lín, tæn thÊt cét n­íc gi¶m do ®i th¼ng, cã thÓ sö dông m¸y ph¸t kiÓu treo hoÆc kiÓu «. Tuy nhiªn do x©y dùng ngÇm nªn khèi l­îng thi c«ng lín, yªu cÇu kü thuËt cao.

Nhà máy thủy điện ngầm

Nhà máy thủy điện tích năng Nmtd tÝch n¨ng gåm 2 hå chøa n­íc, 1 ë h¹ l­u vµ 1 ë th­îng l­u. Gåm 2 qt b¬m tr÷ n­íc vµ ph¸t ®iÖn. Trong nh÷ng giê yªu cÇu phô t¶i cña hÖ thèng thÊp, m¸y b¬m lÊy ®iÖn tõ hÖ thèng b¬m n­íc tõ hå h¹ l­u lªn hå th­îng l­u ®Ó ph¸t ®iÖn trë l¹i vµo giê cao ®iÓm cña hÖ thèng. Nm nµy gãp phÇn ®¶m b¶o an ninh E vµ san ph¼ng ®å thÞ phô t¶i, cã hiÖu qu¶ kinh tÕ cao.

Nhà máy thủy điện tích năng Nmtd cã thÓ gåm: S¬ ®å 4 m¸y víi Tb, mp, ®c ®iÖn, m¸y b¬m. ¦u ®iÓm lµ mçi tæ m¸y ®­îc thiÕt kÕ theo chÕ ®é lµm viÖc tèi ­u riªng, kh«ng phô thuéc vµo nhau nh­ng cã nh­îc ®iÓm lµ tèn kÐm vÒ kh«ng gian vµ vèn ®Çu t­ nªn Ýt dïng.

Nhà máy thủy điện tích năng S¬ ®å 3 m¸y víi Tb, m¸y b¬m, ®c ®iÖn thuËn nghÞch (®c-m¸y ph¸t). Sö dông cho c¸c nm trôc ®øng (h×nh 3-37) m¸y b¬m ®Æt d­íi Tb, gi÷a Tb vµ m¸y b¬m cã ly hîp ®Ó t¸ch m¸y b¬m khi nm lµm viÖc ë chÕ ®é ph¸t ®iÖn. Víi s¬ ®å nµy c¸c thiÕt bÞ ®­îc chÕ t¹o víi chÕ ®é tèi ­u cña riªng nã vµ lu«n quay theo 1 chiÒu nhÊt ®Þnh nªn vËn hµnh ®¬n gi¶n vµ cã tÝnh kinh tÕ cao. HiÖn nay c¸c nmtd tÝch n¨ng chñ yÕu sö dông s¬ ®å nµy (50%

Nhà máy thủy điện tích năng

Nhà máy thủy điện tích năng S¬ ®å 2 m¸y víi 2 qt thuËn nghÞch (®c-m¸y ph¸t, Tb-m¸y b¬m) (h×nh 3-38). Khi chuyÓn tõ chÕ ®é mp sang m¸y b¬m vµ ng­îc l¹i chØ cÇn thay ®æi chiÒu quay t­¬ng øng cña mp. Nm cã Ýt thiÕt bÞ nªn vèn ®Çu t­ gi¶m (30%), gi¶m ®­îc kh«ng gian trong nm tuy nhiªn do m¸y lµm viÖc ë 2 chÕ ®é kh¸c nhau nªn khã cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é tèi ­u, viÖc ®iÒu khiÓn m¸y lµm viÖc theo 2 chÕ ®é kh¸c nhau kh¸ phøc t¹p.

Nhà máy thủy điện tích năng Ph¹m vi sö dông cét n­íc cña nm t­¬ng ®èi réng nªn cã thÓ sö dông ®­îc Tb h­íng trôc, Tb t©m trôc, Tb chÐo trôc...

Nhà máy thủy điện thủy triều Nmtd thuû triÒu lîi dông biªn ®é dao ®éng n¨ng l­îng thuû triÒu lªn xuèng ®Ó ph¸t ®iÖn. ChiÒu cao biªn ®é dao ®éng cña thuû triÒu ë mét sè n¬i cã thÓ t­¬ng ®èi lín (2-6)m. Trong ®k ®Þa h×nh tù nhiªn cã vÞnh hÑp ng­êi ta x©y ®Ëp ng¨n l¹i thµnh bÓ chøa vµ trong ®ã bè trÝ Nmtd ®Ó ph¸t ®iÖn.

Nhà máy thủy điện thủy triều Nmtd thuû triÒu th­êng dïng tæ m¸y ch¶y th¼ng lµm viÖc 2 chiÒu. PhÇn d­íi n­íc cña nm gåm buång dÉn n­íc vµ èng hót th¼ng. Khi ®æi chiÒu lµm viÖc do thuû triÒu xuèng th× èng hót trë thµnh buång dÉn. Víi nh÷ng ®Æc ®iÓm trªn, Nmtd thuû triÒu hîp lý nhÊt lµ dïng tæ mp - Tb capxul cã thÓ ®Æt ngÇm hoÆc næi (h×nh 3-39).

Nhà máy thủy điện thủy triều