4 5 6 thiết kế sơ bộ trạm thủy điện h4

THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THỦY ĐIỆN H4

SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang

1


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

LỜI NÓI ĐẦU
Thuỷ năng là một dạng năng lượng tiềm tàng trong nước.Năng
lượng tiềm tàng đó thể hiện dưới ba dạng:
Hố năng- nhiệt năng - cơ năng
Hoá năng của nước thể hiện trong việc làm thành các dung dịch muối
hoà tan , các loại trong nước sông đẻ biến thành năng lượng . Nhiệt năng của
nước sinh ra do sự chênh lệch nhiệt đọ giữa các lớp nước trên mặt và dưới đáy
sông,biển,giữa nước trên mặt đất và trong các mỏ nước ngầm . Hai dang năng
lượng của nước nêu trên tuy có trữ lượng lớn , nhưng phân bố rời rạc khó khai
thác .
Cơ năng của nước thể hiện trong mưa , trong dịng chảy của sơng
suối , trong sóng nước và thuỷ triều . Trong đó năng lượng của dịng sơng là
nguồn năng lượng rất lớn và khai thác thuận tiện hơn cả.Trong khi đó sơng
suối nhỏ được phân bố ở nhiều nơi, việc xây dựng trạm thuỷ điện và việc sử
dụng thiết bị điện lại đơn giản hơn so với việc sử dụng các năng lượng khác.
Do những đặc đIểm trênviệc sử dụng thuỷ năng để phát điện đã trở

thành phổ biến . Kể từ năm 1934 tại Pháp , sau đó tại Nga , người ta đã chế
tạo thành công các turbin nước để phát điện. Cho đến nay việc sử dụng các
turbin nước đẻ phát điện ngày càng phát triển mạnh mẽ hơn.
Tại nước ta có trên 1000 con sông suối với trữ năng tiềm tàng rất lớn .
Trong đó có các con sơng Đà , sơng Lơ , hệ thống sơng Đồng Nai có nguồn
năng lượng lớn hơn cả .
Những năm gần đây nhịp độ phát triển của Việt Nam ngày càng tăng ,
đặc biệt là nhà máy điện Hồ Bình . Một cơng trình lớn nhất khu vực ĐNA
đem lại nguồn lợi kinh tế rất lớn . Bên cạnh đó các nhà máy thuỷ điện Thác
Bà ,Thác Mơ,Trị An,Yaly…đang đóng góp tích cực cho cơng ngiệp hoá hiện
đại hoá đất nước.
Hiện nay chúng ta đang tiến hành khẩn trương viêc ngiên cứu khai
thác thuỷ năng và lợi dụng tổng hợp nguồn nước ở các con sông lớn nhỏ trên
khắp đất nước.Hệ thống sông Đông Nai được chú ý quan tâm hơn cả bởi trên
hệ thống này sẽ đươc xây dựng nhiều nhà máy thuỷ điện,tiến tới sẽ hình thành
một hệ thống các bậc thang thuỷ điện .
SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang

2


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

Với đồ án tốt ngiệp của tôI được giao thiết kế sơ bộ TTĐ trên sông
Spêpook thuộc hệ thống sông Đồng Nai nằm ở tỉnh Đăc Lắc với nhưng tài
liệu thiết kế cần thiết sau:
Nhiệm vụ của cơng trình
Tài liệu dân sinh kinh tế

Tài liệu về địa hình
Tài liệu về địa chất
Tài liệu về khí tượng thuỷ văn

SVTH : NGƠ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang

3


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

PHẦN I

TỔNG QUAN
CHƯƠNG I: KHÁI QT VỀ CƠNG TRÌNH
$1.1. Đặc điểm vị trí địa lý
* Vị trí và sự hình thành lưu vực
Hồ trước của trạm thuỷ điện nằm trên sông
Eakrông thuộc một đoạn sông Spêpook thuộc tỉnh Đăc Lắc
Trực tuyến đập theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam
$1.2.Đặc điểm địa hình - địa chất
I.Đặc điểm địa hình
Địa hình sơng Spêpook chảy trên lãnh thổ Việt
Nam theo hướng Bắc và Tây Bắc, qua vùng địa thế đa dạng và phức tạp,
nhiều núi non hiểm trở, xen kẽ đầm lầy rừng rậm rừng thưa và các vùng đất
thoai thoải phủ cỏ và các cây thấp. Địa hình lưu vực sơng này có thể chia
làm 3 đoạn như sau:
- Đoạn I: Từ thượng lưu buôn Tulanh, vùng núi

cao có độ trung bình 1000m, dân cư thưa thớt, xa trục lộ giao thơng chính
và cơ sở kinh tế hầu như khơng có gì.
- Đoạn II: Từ bn Tulanh đến bn Bray, địa
hình có độ cao trung bình 450m 500m, thung lũng của khu vực chủ yếu là
đầm lầy, có những hồ chứa nước thiên nhiên khá to nằm giữa các dãy núi,
ăn thơng với sơng. Phía trên bn Bray là hợp lưu của hai dịng Eakrơng và
Krơngkro, lưu vực nói chung cịn hoang vắng, ít người, giao thơng khó
khăn.
- Đoạn III: Phần cịn lại đến biên giới Việt Nam Campuchia. Đoạn sông này chảy siết, độ dốc lớn và độ uốn cong lớn, nhiều
thác ghềnh, lưu vực phần lớn là đồi núi thấp, thoai thoải, độ cao trung bình
là 280 300m, do đường quốc lộ 14 cắt ngang sơng ở đoạn gần tuyến cơng
trình, dân cư chỉ tập trung gần đường quốc lộ và ven sông
II.Điều kiện địa chất cơng trình vùng xây dựng
- Cơng trình xây dựng dự định ở thượng lưu phần
lớn nằm trên nhánh sông Krôngkro, khu vực này nằm trong cấu tạo Đắk
lưu thuộc đới uốn nếp Đà lạt. Các lớp địa chất tạo thành ở đây thuộc lớp
SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang

4


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

trầm tích Juza hệ tầng bản đơn T1-2 và phun trào Bazan độ tứ cuội kết và vối
nhét, thế nằm của nó tạo thành bộ uốn nếp, có hướng nằm Tây - Tây- Nam
hoặc Đơng Nam, trong lưu vực có một vài nếp gãy kiến tạo cắt qua theo
hướng Tây Bắc - Đông Nam ở phía Tây Bắc Đrâylinh ở vùng Krongpack
có khe nứt khe nứt theo hướng Đông Bắc từ buôn Bray về thượng nguồn có

các trầm tích đội tứ gồm các cuội , sỏi cuội, đá tảng và đá Granit
III.Đặc điểm khí tượng thuỷ văn
1. Nhiệt độ
nhiệt độ cao nhất thường xuất hiên tháng 4 đạt tới
39 40oC thấp nhất vào tháng 12 xuống tới 7 4oC, nhiệt độ trung bìn năm
tăng 23 24oc ( theo tài liệu của trạm khí tượng Bn Mê Thuật)
2. Độ ẩm
Lượng bình qn 82,4%, nhỏ nhất 40,5%. Tháng
có độ ẩm lớn nhất là tháng 9, tháng có độ ẩm thấp nhất là tháng 3. Khí hậu
Bn Mê Thụt mang tính chất khí hậu cao ngun trung bộ
3. Chế độ mưa
Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, bão
thường xảy ra vào tháng 9, tháng 10, mưa lớn nhất vào tháng 8,9,10. Trong
lưu vực có một số tram đo mưa:
Bn Mê Thuật
Krong Bruc
Chư Hlam
4. Tài liệu dịng chảy
Trong lưu vực có một số trạm đo thuỷ văn như:
Draylinh
Buôn Mê Thuật
Krong Buk
Trạm thuỷ văn Draylinh với diện tích lưu vực 8880 km 2 có 12 năm tài
liệu dòng chay, là trạm thủy văm đáng chú ý nhất, dịng chảy năm bình
qn ở 1 số tuyến theo các tần suất, ở đây chỉ lấy chế độ dịng chả ở tuyến
cơng trình.
Phân phối dịng chảy các tháng trong năm được tính tốn theo mơ
hình trạm Đraylinh
SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang

5


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

$1.3. Tình hình vật liệu xây dựng
Vật liệu tại chỗm theo khảo sát chung trong vùng vật liệu khá phong
phú, chúng phân bố rộng rãi bao gồm các loại đá, cát, cuội, sỏi, đất.
1.Đá
Đá phân bố rộng rãi trong phạm vi cơng trình và lân cận bao gồm các
loại đá granít, bazaít…
2. Vật liệu cát, cuội sỏi…
Vùng xây dựng cơng trình lịng sơng thoải dần nên, về phía thượng
lưu của cơng trình có nhiều bãi bồi lớn, đó là nơi tập trung các bãi cuội, sỏi,
cát có trữ lượng lớn.
3. Các loại vật liệu khác
Về xi măng, sắt thép, do ở địa phương chưa phát triển về ngành này
nên phải đi mua ở nơi khác
$1.4. Tình hình giao thơng vận tải
Mạng lưới giao thơng trong vùng chưa phát triển, chỉ có đường mịn
nối các khu dân cư trong vùng, nhưng có một thuận lợi là giao thông bằng
đường thuỷ
$1.5. Yêu cầu về sử dụng nước
- Công trinh trạm thuỷ điêm được xây dựng chủ yếu cho phát điện và
cung cấp điện cho địa phương.
- Vấn đề tưới và giao thơng thuỷ ở phía thượng lưu, hạ lưu cơng trình
cũng được đặt ra, nhưng do sự phát triển kinh tế, nhu cầu có sử dụng của
địa phương khơng địi hỏi phải nhất thiết có, nên khi hồ chứa hình thành thì

yêu cầu này vẫn đảm bảo.
$1.6. Tình hình dân sinh kinh tế
$1.7. Chọn tuyến cơng trình
Trên cơ sở những tài liệu thăm dị, khảo sát và điều tra cơ bản như
điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn, vật liệu xây dựng, dân sinh kinh tế.
Tiến hành so sánh các phương án tuyến công trình trong giai đoạn quy
SVTH : NGƠ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang

6


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

hoạch thuỷ lợi,đặc biệt là quy hoạch thuỷ năng, và quyết định chọn tuyến
BBB là tuyến cơng trình được coi là hợp lý nhất vì những lý do sau đây:
-Địa hình thuận lợi, tuyến đập được bố trí giữa hai khe núi như vậy
giảm được khối lượng đào đắp
-Về địa chất: Địa chất khu vực xây dựng có nền đá cứng, ít nứt nẻ.
Như vây đảm bảo tốt vấn đề ổn đình của Cơng trình, giảm nhỏ khối lượng
sử lý nền móng.
-Bố trí Cơng trình liên quan được thuận lợi như: đập dâng, đập tràn và
các đập phụ khác.
-Vấn đề bố trí hiện trường thi cơng được thuận tiện, tại vị trí xây dựng
Trạm thuỷ điện địa hình khá bằng phẳng, tiện cho việc bố trí và xây dựng
đường giao thơng. Đập chính được xây dựng gần bãi vật liệu, tiện cho việc
vận chuyển, giảm được giá thành xây

SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang

7


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

CHƯƠNGII :TÀI LIỆU THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH

$2.1. ý nghĩa và nhiệm vụ của Trạm thuỷ điện H4
I. Ý nghĩa
Qua tình hình của tỉnh Đắc Lắc và lưu vực sông Spêpook thấy việc xây
dựng Trạm thuỷ điện H4 có ý nghĩa lớn với cả vùng, có tác dụng thúc đẩy
sự phát triển kinh tế của cả vùng và của tỉnh, thúc đẩy sự phát triển kinh tế
của các ngành sử dụng điện, nước đảm bảo cung cấp điện tại chỗ. Đồng
thời đóng góp cho hệ thống điện quốc gia một lượng điện năng đáng kểm
đời sống người dân nâng cao.
II.Nhiệm vụ
Trạm thuỷ điện H4 có nhiệm vụ chính là phát điện. Ngồi ta cịn có thể
lợi dụng tổng hợp: phịng lũ, tưới, giao thơng, dịch vụ…
$2.2.Tài liệu thiết kế
1.
Bình đồ lưu vực: Tỷ lệ 1 500
2.
Đường đặc tính lịng hồ
Ztl(m)

340

435

436

437

438

F(km2)

4,8

6,8

7,6

8,1

8,2

W.106.m3

267,9

405,8

569,12

636,0

645,0

3.

Quan hệ: Q ~ Zhl

Q( m3/
s)

47,4

64,0

99,1

124

210

Zhạ(m)

412,2

412,4

413,1

413,4

414,9

II. Tài liệu thuỷ văn
1.Tài liệu nước đến của 3 năm điểm hình
Tháng

7

8

9

10

11

12

Qth 10%

138

157

413

460

180

122

Qth 50%

182

151

298

264

144

136

Qth 90%

55,4

125

205

255

107

66,1

SVTH : NGƠ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang

8


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

2.Tài liệu mưa và bốc hơi
Bốc hơi
Tháng

1

2

3

4

5

6

h(mm)

52

60

73

72

37

20

Tháng

7

8

9

10

11

12

h(mm)

22

21

19

20

26,5

27,5

Tháng

Mưa
1

2

Xi( mm) 1,7 6,4
w%

3

4

25,
5

86,3 228 232

79, 72,8 73,
8
7

5

87,1 85,
4

6

7
26
8

8

9

10

11

12

325 307 221 69, 194
5

87,1 87, 88,8 87,3 85, 83, 82,
8
5
3
1

Lưu lượng mưa của cả năm là 1790 mm

III.Các tài liệu khác
Tuổi thọ Cơng trình : T=90 năm
Hàm lượng bùn cát trong nước là : bc =0,081kg/m3
Hàm lượng riêng bùn cát bc = 1,5 T/m3
Chế độ dòng chảy ở tuyến Cơng trình
Flv
(km2)
3860

Qđến
( m3/s)
123

Mo
( l/s-km2)

Cv

32

0,25

Cs

2.Cv

Qp % (m3/s)
10%

50

%

90
%

164

121 86

Và các tài liệu khác

SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang

9


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang 10


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang 11

THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

PHẦN II
TÍNH TỐN THUỶ NĂNG
CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM CƠ BẢN
CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN THUỶ NĂNG
CHƯƠNG I : KHÁI NIỆM CƠ BẢN
 1.1 MỤC ĐÍCH

Mục đích tính tốn thủy năng là xác định các thông số cơ bản của hồ
chứa và trạm thủy điện:
1. Thơng số của hồ chứa:
- Mực nước dâng bình thường (MNDBT).
- Mực nước chết ( MNC ), hay là độ sâu cơng tác (hct).
- Dung tích hữu ích ( Vhi ).
2. Thông số năng lượng của tram thủy điện(TTĐ):
- Công suất bảo đảm (Nbđ).
- Công suất lắp máy (Nlm).
- Điện lượng bình quân nhiều năm (Enn).
- Số giờ lợi dụng công suất lắp máy (h).
3. Các cột nước đặc trưng của TTĐ:
- Cột nước lớn nhất (H max ).
- Cột nước nhỏ nhất (H min ).
- Cột nước bình qn (H tb ).
- Cột nước tính tốn (H tt ).
* Các thơng số đó làm cơ sở cho việc tính tốn chọn thiết bị cho nhà
máy, xác định kích thước đường dẫn nhà máy, cơng trình thủy cơng và các
vấn đề liên quan khác.

SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang 12


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

 2-2 PHƯƠNG THỨC KHAI THÁC THỦY NĂNG

Việc chọn phương thức khai thác thủy năng phải dựa vào điều kiện cụ
thể của từng cơng trình, điều kiện thiên nhiên, điều kiện địa chất, đia chất
thuỷ văn, bản đồ địa hình và tình hình kinh tết xã hội để lựa chọn.
Qua việc nghiên cứu các tài liệu nêu trên tơi có nhận về khu vực xây dựng
TTĐ H4 như sau:
- Cơng trình TTĐ H4 là một trạm trên sơng Spêpook.Do địa hình thuận
lợi ,tuyến đập được bố trí giữa hai khe núi,như vậy sẽ giảm được khối lượng
đào đắp.Và ta dựa vào tài liệu bình đồ khu vực xây dựng cơng trình thuỷ điện
H4 đã cho . Dựa vào các nhận xét trên tôi chọn phương thức khai thác kiểu
nhà máy thuỷ điện sau đập.Vây ta chọn phương thức khai thác thuỷ năng kiểu
đập dâng tạo cột nước.
 2-3 CHỌN MỨC BẢO TÍNH TỐN
I. KHÁI NIỆM VỀ MỨC BẢO ĐẢM TÍNH TỐN:

1. Ý nghĩa của mức bảo đẩm tinh tốn:
Ta biết rằng tình hình làm việc của Trạm thuỷ điện(TTĐ) ln phụ thuộc
vào tình hình thuỷ văn. Trong điều kiện lưu lượng thiên nhiên thuận lợi thì
TTĐ đảm bảo an tồn cung cấp điện, cịn trong những năm ít nước thì TTĐ
khơng đảm bảo cung cấp điện an toàn. Mặt khác đối với một số TTĐ kiểu đập
có cột nước thấp thì TTĐ có thể không đảm bảo cung cấp điện ngay trong

mùa nhiều nước (do mực nước ở hạ lưu dâng cao ngay trong thời kỳ này, làm
cho cột nước của TTĐ giảm nhiều). Khi đó ta phải cắt giảm các hộ dùng điện,
điều đó cũng có nghĩa là sẽ gây ra thiệt hại đối với nền kinh tế Quốc dân.
Do vậy để đặc trưng cho mức bảo đảm an toàn cung cấp điện của TTĐ,
người ta đưa ra chỉ tiêu Ptt gọi là mức bảo đảm an toàn hay tần suất.
Mức bảo đảm được tính theo cơng thức sau:

SVTH : NGƠ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang 13


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

Tức là trong suốt thời gian làm việc (vận hành), TTĐ sẽ đảm bảo cung
cấp điện bình thường trong P% tổng thời gian cịn (100-P)% thời gian khơng
thể cung cấp đầy đủ cơng suất và điện lượng do tình hình thủy văn bất lợi.
2. Nguyên lý lựa chọn mức bảo đảm:
Mức bảo đảm được dùng để xác định các thông số của TTĐ và dùng để
xác định vai trò của TTĐ trong cân bằng công suất của hệ thống gọi là mức
bảo đảm tính tốn (Ptt).
Ta thấy nếu Ptt mà tăng lên thì công suất bảo đảm của TTĐ (N bđ) sẽ giảm
xuống, có nghĩa là cơng suất tất yếu của TTĐ sẽ giảm xuống. Điều đó đồng
nghĩa với việc:
N

N
100%

P%

- Vốn đầu tư vào TTĐ giảm đi một lượng ( KTĐ), nhưng do NtyTĐ giảm
=> NlmNĐ tăng lên (do cân bằng hệ thống điên) => vốn đầu tư vào nhà máy
Nhiệt điện tăng lên một lượng ( KNĐ), nhưng KNĐ tăng > KTĐ giảm =>
Vốn đầu tư của toàn bộ hệ thống tăng lên. Nhưng thời gian bảo đảm an toàn
tăng lên, làm cho thiệt hại do thiếu điện giảm.
Do vậy P tt tốt nhất là tần suất làm cho tổng chi phí (có xét đến thiệt
hại) của hệ thống là nhỏ nhất.
3. Ngun tắc chọn P tt:
Việc tính tốn thiệt hại do thiếu điện là rất phức tạp và trong nhiều trường
hợp chúng ta không thể thực hiện được nếu như không đưa ra một số giả thiết
ban đầu. Cho nên việc xây dựng mức bảo đảm tính tốn thường được tiến
hành theo kinh nghiệm và theo các định mức. Cụ thể là:
Để chọn mức bảo đảm tính tốn của TTĐ người ta dựa vào các nguyên
tắc sau:
SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang 14


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

+.Công suất lắp máy của TTĐ càng lớn thì mức bảo đảm phải chọn
càng cao, vì thiệt hại do chế độ làm việc bình thường của TTĐ có cơng suất
lắp máy lớn bị phá vỡ nghiêm trọng so với trạm có cơng suất lắp máy nhỏ.
+.Trạm thuỷ điện có cơng suất càng lớn so với tổng cơng suất của tồn
hệ thống điện lực thì mức bảo đảm tính tốn phải chọn càng cao, vì khi TTĐ
khơng làm việc bình thường thì cơng suất thiếu hụt khó bù hơn so với các
trạm nhỏ, nhất là trong thời kỳ công suất dự trữ đã sử dụng gần hết.
+.Các hộ dùng điện càng quan trọng về mặt khinh tế, khoa học kỹ thuật

thì mức bảo đảm tính tốn của trạm cung điện càng cao vì lẽ nếu thiếu điện
tổn thất sẽ càng nghiêm trọng.
+.Nếu trạm thuỷ điện có hồ điều tiết càng lớn, hệ số điều tiết cao, sự
phân bố dịng chảy trong sơng lại tương đối đều thì có thể chọn mức bảo đảm
tính tốn cao mà vẫn lợi dụng được phần lớn năng lượng nước thiên nhiên.
Trong trường hợp khơng có hồ điều tiết dài hạn, muốn lợi dụng năng lượng
nước được nhiều không nên chọn mức bảo đảm tính tốn cao.
+. Nếu TTĐ đóng vai trị chính trong cơng trình lợi dụng tổng hợp
hoặc chỉ có nhiệm vụ phát điện ngồi ra khơng cịn ngành dùng nước nào
khác tham gia thì mức bảo đảm tính tốn cứ theo các ngun tắc trên để
chọn.Trong trường hợp có thể chọn mức bảo đảm khá cao, nhưng khi TTĐ
chỉ giữ vai trị thứ yếu trong cơng trình lợi dụng tổng hợp mức bảo đảm tính
tốn của TTĐ phải phục tùng yêu cầu dùng nước chủ yếu mà chọn thấp hơn
cho thỏa đáng.
Kinh nghiệm cho thấy thường dùng ở mức đảm bảo sau:
- Các trạm thuỷ điện có cơng suất lớn: Nlm > 50MW
P = 85 - 95%.
- Các trạm thuỷ điện vừa, tỷ trọng công suất không lớn lắm :
P=75-85%.
- Các TTĐ nhỏ, làm việc độc lập hoặc tham gia trong hệ thống với tỷ
trọng công suất dưới 15 - 20% :
P = 50-80%.
III : CHỌN MỨC BẢO ĐẢM TÍNH TỐN CHO TTĐ-H4

Căn cứ vào nhiệm vụ cụ thể của cơng trình thuỷ điện H4 với nhiệm vụ
phát điện là chính và theo đánh giá sơ bộ tại tuyến xây dựng cơng trình TTĐ
H4 có cơng suất khoảng ( 200
400 ) MW Theo tiêu chuẩn TCVN 50-60-90
chọn mức bảo đảm cho TTĐ H4 là p=90%.

SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang 15


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

 2.4: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA TTĐ H4
NỘI DUNG:

1)Xác định mực nước dâng bình thường (MNBT).
2) Xác định độ sâu công tác (h ct), mực nước chết (MNC), dung tích
hữu ích (Vhi).
3) Xác định cơng suất bảo đảm ( Nbđ ), cơng suất lắp máy ( Nlm ).
4) Tính điện lượng bình quân nhiều năm (

), số giờ lợi dụng công

suất lắp máy(hNln).
5) Xác định các cột nước đặc trưng của TTĐ H4.
CÁC BƯỚC TÍNH TỐN:
I : XÁC ĐỊNH MỰC NƯỚC DÂNG BÌNH THƯỜNG (MNBT).

1.Định nghĩa:
Mực nước dâng bình thường là mực nước cao nhất của hồ chứa trong
điều kiện làm việc bình thường của nhà máy thuỷ điện.
Mực nước dâng bình thường là một thơng số chủ chốt của cơng trình
thủy điện. Nó có ảnh hưởng quyết định đến dung tích hồ chứa, cột nước, lưu
lượng, cơng suất bảo đảm và điện lượng hàng năm của TTĐ.
Về mặt cơng trình nó quyết định đến chiều cao đập, kích thước cơng

trình xả lũ, số lượng và kích thước các đập phụ.
Về mặt kinh tế: vùng hồ, nó ảnh hưởng trực tiết đến diện tích vùng
ngập nước và các tổn thất do nước ngập ở vùng hồ. Vì vậy việc chọn
MNDBT phải được tiến hành thận trọng. Khi tính tốn lựa chọn MNDBT cần
chú ý đến một số yếu tố ảnh hưởng quan trọng sau:
* Mối quan hệ giữa NMDBT và lợi ích.
+Phát điện: Khi NMDBT tăng thì khả năng phát điện của TTĐ tăng,
dẫn đến điện lương hàng năm của của TTĐ tăng, nhưng đến một lúc nào đó
thì độ tăng giảm do lượng nước bốc hơi lớn. Trường hợp có cơng trình nào đó
đã xây dựng hoặc dự kiến xây dựng ở phía thượng lưu cơng trình thì khi tăng
NMDBT có thể sẽ gây ngập chân cơng trình phía trên. Nếu độ ngập đó đáng
kể sẽ làm giảm cột nước phát điện, làm thay đổi chế độ, và điều kiện làm việc
của cơng trình phía trên.
+Phịng lũ: Khi NMDBT tăng thì dung tích hữu ích tăng, khả năng cắt
lũ lớn do đó giảm bớt biện pháp phịng lũ và thiệt hại phía hạ lưu.
SVTH : NGƠ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang 16


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

+Yêu cầu sử dụng nước: Khi NMDBT tăng, dung tích hưu ích của hồ
tăng, lưu lượng điều tiết tăng, việc cung cấp nước cho hạ lưu tăng.
+Giao thông thủy: Khi NMDBT , dung tích hồ chứa tăng, khả năng
chuyên chở thượng, hạ lưu tăng.
* Mối quan hệ giữa NMDBT và chi phí.
Khi NMDBT làm cho chiều dài, chiều cao đập tăng đồng thời cũng ảnh
hưởng đến số lượng và kích thước các đập phụ xung quanh hồ dẫn đến vốn
đầu tư, chi phí hàng năm tăng nhanh.

NMDBT tăng, diện tích ngập lụt tăng, nhiều khi giây ngập các mỏ
khống sản q hiếm, gây ngập các di tích lịch sử, thay đổi mơi trường sinh
thái, cảnh quan khu vực xây dựng cơng trình dẫn đến chí đền bù thiệt hại
tăng, xử lý nền móng và thấm phức tạp. Vì vậy chi phí cho cơng trình lớn.
2.Xác định mực nước dâng bình thường.
Việc xác định MNDBT phải dựa trên cở sở phân tích so sánh các
phương án theo các yếu tố liên quan.
Để xác định được hết lợi ích và thiệt hại của từng phương án là một vấn
đề hết sức khó khăn vì sự ảnh hưởng về mặt xã hội và môi trường là khơng rõ
ràng. Tuy nhiên để đánh gía về mặt kinh tế cho việc thay đổi MNDBT người
ta sử dụng các tiêu chuẩn kinh tế như sau:
- Gá trị thu nhập dòng quy về thời điểm hiện tại là lớn nhất.

Trong đó:
NPV: Giá trị thu nhập dịng
n: Số năm tính tốn .
: `dụng tổng hợp thì là tất cả các thu nhập từ các ngành trong lợi
dụng tổng hợp.
: Tổng chi phí quy về thời điển hiện tại.
t: Năm tính tốn thứ t
Bt: Thu nhập năm thứ t.
Ct: Chi phí năm thứ t.
i: Lãi xuất .
So sánh giữa các phương án, phương án nào có NPV lớn nhất thì chọn.
- Tiêu chuẩn chi phí tính tốn quy về thời điểm hiện tại là nhỏ nhất (Cmin).

SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang 17

THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

Trong trường hợp các phương án đưa ra đều đạt lợi ích như nhau thì có
thể chọn theo tiêu chuẩn chi phí tính tốn quy về thời điểm hiện tại là nhỏ
nhất:
Chi phí tính tốn quy về hiện tại là:
Trong đó
Kt: Là vốn đâu tư ở năm thứ t.
Chnt: Là chi phí hàng năm của nhà máy thuỷ điện ở năm thứ t.
i: Lãi suất.
: Là chi phí tính tốn quy về hiện tại.
Trong các phương án được đưa ra phương án nào có tt nhỏ nhất thì
chọn.
Khi tính tốn xác định MNDBT để giảm bớt khối lượng tính tốn người
ta tiến hành xác định giá trị giới hạn trên và giới hạn dưới của MNDBT.
- Giới hạn dưới của MNDBT phụ thuộc vào các yếu tố :
+ Yêu cầu tưới tự chẩy.
+ Căn cứ vào yêu cầu phụ tải đảm nhận của nhà máy.
+Căn cứ yêu cầu của các ngành lợi dụng tổng hợp.
- Giới hạn trên của MNDBT phụ thuộc vào các yếu tố:
+Điều kiện địa chất tuyến xây dựng công trình .
+Điều kiện địa hình ngập lụt và tình hình dân sinh kinh tế.
+Các yếu tố về văn hoá xã hội.
Trên cơ sở phạm vi giới hạn MNDBT, ta định ra hàng loạt phương án
MNDBT chênh nhau khoảng

h = (2

5) m. Tiến hành tính tốn với từng

phương án MNDBT cụ thể, xác định các thông số: Công suất bảo đảm (N bđ),
Cơng suất lắp máy (Nlm), điện lượng bình qn nhiều năm (Enn) cho mỗi
phương án. Tính chênh lệch cơng suất N và điện lượng cho từng phương án.
- Xác định lợi ích tăng thêm cho các ngành lợi dụng tổng hợp của mỗi
phương án.
- Xác định vốn đầu tư xây dựng cơng trình và phần vốn tăng thêm

k

cho mỗi phương án.

SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang 18


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

- Xác định phần chi phí tăng thêm C do tăng MNDBT bao gồm cả tri
phí vận hành, chi phí đền bù ngập lụt.
- Tính lợi ích về mặt kinh tế do cơng trình mang lại sau khi có kết quả
tính tốn cho các phương án sẽ phân tích so sánh và chọn ra phương án hợp lý
nhất. Việc tính tốn như vậy địi hỏi phải có nhiều thời gian và đầy đủ các tài
liệu như định mức, đơn giá và các chỉ tiêu cần thiết. Trong thiết kế sơ bộ do
thời gian có hạn, tài liệu khơng đầy đủ nên tơi khơng thực hiện việc tính tốn
để xác định MNDBT mà được giao cho thiết sơ bộ TTĐ H4 với MNDBT=
433 m.
3. Xác định độ sâu công tác (hct), mược nước chết (MNC), dung tích
hữu ích(Vhi) của hồ chứa.

1.khái niệm.
- Độ sâu cơng tác của hồ chứa (hct) là khoảng cách tính từ MNC đến
MNDBT
hct = MNDBT – MNC
- MNC là mực nước thấp nhất trong điều kiện làm việc bình thường của
hồ chứa
- Phần dung tích nằm dưới MNC gọi là dung tích chết (Vc).
- Phần dung tích nằm giữa MNDBT và MNC được gọi là dung tích hữu
ích của hồ chứa (Vhi).
Đối với mỗi phương án MNDBT thì vấn đề đặt ra là nên chọn độ sâu
công tác (hct) là bao nhiêu là có lợi nhất.
2.xác định độ sâu cơng tác có lợi của hồ chứa (hct).
Để xác định độ sâu cơng tác có lợi của hồ chứa được thỏa đáng ta tiến
hành xem xét kỹ hơn về mối quan hệ N = (hct), E = f (hct). Ta biết rằng điện
lượng (hoặc công suất) mùa kiệt một phần do lượng nước không trữ (lưu
lượng thiên nhiên) và một phần do lượng nước trữ trong dung tích có ích của
hồ tạo thành.
Emk = Ektr + Eh .
Ektr sẽ giảm khi độ sâu công tác của hồ tăng. Quan hệ biến đổi này gần
như tuyến tính, cứ tăng độ sâu cơng tác thêm một mét thì phần năng lượng
này sẽ giảm một trị số gần bằng nhau.

SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang 19


THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4

Eh biến đổi phức tạp hơn khi hct thay đổi. Độ sâu công tác càng lớn thì

khả năng cung cấp nước của dung tích có ích càng lớn và cột nước trung bình
mùa kiệt càng giảm. Vì vậy hct càng lớn mức độ tăng của Eh càng ít.
Vì thế trong giai đoạn đầu, khi độ sâu cơng tác (h ct) tăng thì điện lượng
mùa kiệt cũng tăng, nhưng nếu tiếp tục tăng h ct đến một trị số nào đó, ta sẽ có
trị số Emk lớn nhất, sau đó tiếp tục tăng hct, thì trị số Emk sẽ giảm vì phần điện
lượng tăng thêm do tăng lưu lượng điều tiết không kịp bù lại phần điện lượng
mất đi do cột nước giảm.
Trị số hct khi Emk đạt tới trị số lớn nhất gọi là độ sâu cơng tác có lợi
nhất.
Nếu lượng nước khơng trữ trong mùa kiệt càng lớn thì độ sâu cơng tác
có lợi của hồ chứa càng nhỏ.(Hình vẽ)
0

(1)

E kwh

(2)

Eh
hct (1)
hct (2)
E mk (2)
E ktr (1)

E ktr (2)

E mk (1)

hct (m)

Tuy nhiên, nếu chỉ dựa vào điện lượng mùa kiệt để xác định độ sâu
cơng tác có lợi nhất thì chưa hẳn đã hợp lý mà còn phải xem xét diễn biến của
điện lượng năm.
Trong thời kỳ trữ nước do mực nước trong hồ thấp nên khả năng phát
điện bị hạn chế. Bởi vậy khi tăng độ sâu công tác của hồ, điện lượng năm sẽ
tăng không đáng kể so với điện lượng mùa kiệt. Vì vậy, trị số điện lượng năm
lớn nhất sẽ xuất hiện khi hct nhỏ hơn so với hct cho Emk lớn nhất.
Mặt khác, nếu dưới TTĐ thiết kế có một số TTĐ nằm trong hệ thống
bậc thang thì độ sâu cơng tác của hồ chứa trên càng lớn càng làm tăng sản
lượng điện ở các trạm dưới. Vì vậy độ sâu cơng tác có lợi nhất của hồ đang
thiết kế ứng với trị số điện lượng lớn nhất sẽ lớn hơn độ sâu cơng tác có lợi
nhất ứng với điện lượng lớn nhất của riêng trạm đó.

SVTH : NGƠ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1

Trang 20