Chương 2: Hệ thống phát điện thủy điện pot

Phát điện Thuỷ điện JE-HYO-B-01
16
Dự án đào tạo giáo viên/hướng dẫn viên ngành điện (JICA-EVN)
CHƯƠNG II: HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN THỦY ĐIỆN
I. Thủy lực học
I.1 Trọng lượng, tỷ số nén và hệ số nhớt của nước
(1) Trọng lượng của nước
Khối nước nở ra hay co lại không đáng kể khi nhiệt độ thay đổi. Nhiệt độ
tăng lên làm cho nước giãn nở và mật độ của chúng giảm. Ở 4
o
C nước có trọng
lượng riêng bằng 1, trọng lượng của 1m
3
là 1000 kg. Mối quan hệ giữa nhiệt độ
và trọng lượng riêng của nước được thể hiện trong bảng II.1.
(2) Tỷ số nén của nước
Nước có tính chất nén. Áp lực bên ngoài làm khối nước co lại một chút và
chúng trở lại trạng thái ban đầu khi không còn áp lực nữa.
Gọi thể tích nước là "V" đặt dưới áp suất "P" ở một nhiệt độ nhất định,
"V" sẽ giảm đi một lượng "
∆
V" khi "P" tăng "
∆
P", quan hệ giữa "V" và "P"
được thể hiện trong công thức sau.
K =
1
∆
V
V
∆

P
(II.1)
Tỷ số nén của nước được cho trong bảng II.2.
Bảng II.1 Quan hệ giữa nhiệt độ và trọng lượng riêng của nước
Trạng thái Đông đặc (băng) Lỏng (nước)
Nhiệt độ
o
C
-20 -10 0 0 4 10 15 20 30 50 100
T.L.riêng [ t/m
3
]
0,9408 0,9186 0,9167 0,9999 1,0000 0,9997 0,9991 0,9982 0,9957 0,9881 0,9534
Bảng II.2 Tỷ số nén của
nướ
c
Áp suất
Tỷ số nén (
×
10
-6
)
Áp suất khí quyển
(kg/cm
2
)
Cột nước (m)
0
o
C 10

o
C 15
o
C 20
o
C
1 ~ 25 10 ~ 250 52,5 50,0 49,5 49,1
25 ~ 50 250 ~ 500 51,6 49,2 48,0 47,6
(3) Hệ số nhớt của nước
Tính nhớt của nước làm thay đổi vận tốc dòng chảy theo phương vuông
góc và phương dòng chảy. Ứng suất trượt tỷ lệ với sự biến thiên của vận tốc,
được thể hiện trong công thức sau:
f =
µ
dv
(II.2)
dy
Trong đó: f: ứng suất trượt
y: khoảng cách giữa các đường dòng
v: vận tốc của nước
“µ” là “hệ số nhớt”. Hệ số nhớt của nước được cho trong bảng II.3.
Bảng II.3 Hệ số nhớt của
nướ
c
Nhiệt
độ
[
o
C]
Trị số “

µ
”
(kg
⋅
giây./m
2
)
(g
⋅
giây.
/
cm
2
)
0
0,0001832 0,00001832
5
0,0001547 0,00001547
10
0,0001332 0,00001332
15
0,0001162 0,00001162
20
0,0001023 0,00001023
25
0,0000912 0,00000912
30
0,0000818 0,00000818
I.2 Áp suÊt của nước
Áp suất của nước được tính toán như sau. Như minh họa trên hình II.1, giả

sử cột nước trong một thùng không chuyển động có chiều cao giả thiết là
“H”(m) kể từ mặt nước, diện tích mặt cắt đều là “A”(m
2
), cột nước được xem
như là chịu một áp lực duy trì bằng “P”(kg) tác dụng lên đáy thùng.
Gọi trọng lượng trên một đơn vị thể tích nước bằng w (kg/m
3
)[kgf/m
3
],
Thể tích của cột nước bằng = AH (m
3
)
Trọng lượng của cột nước bằng = wAH (kg)
Do đó, P = wAH (kg) (II.3)
Trị số áp lực trung bình của nước “p” tại đáy của cột nước bằng:
p =
P
= wH(kg/m
2
) (II.4)
A
Trị số “p” cho biết áp suất của nước ở độ sâu H(m).
Nên:
H =
p
w
Vì vậy:
w = 1000(kg/m
3

) [kgf/m
3
]
p = 1000 H (kg/m
2
) (II.5)
Khi p được cho với đơn vị là (kg/cm
2
),
H =
Mà w = 1000(kg):
p
×
10
4
(m)
w
H =
p
×
10
4
=
w
p
×
10
4
= 10p(m) (II.6)
1000

Hình II.1 Áp suÊt thủy t
ĩnh
Trị số “H” biểu thị “cột áp”. Từ biểu thức ta thấy áp suất của nước bằng
1/10 chiều cao của cột nước (đơn vị chiều cao cột nước là m), và cột nước có trị
số gấp 10 lần áp suất đo được ở đơn vị kg/cm
2
. Quá trình đo áp suất của nước
thường được thực hiện bằng đồng hồ Piezometer, hoặc các thiết bị khác tương
tự. Piezometer có thể đo mức nước trong bể bằng cách lắp ghép một ống thủy
tinh cố định đặt theo phương thẳng đứng “a” với một ống nối “b” tới bể nước,
như minh họa trên hình II.2. Áp lực tại khớp nối "O" có thể được tính bằng P =
wH (kg/m
2
) theo công thức (II.4), do đó có thể tính được áp suất của nước.
Hình II.2 Đo mức nước của
bể
I.3 Nguyên lý liên tục
Nguyên lý liên tục của dòng chảy có thể được giải thích như sau.
Xét đặc tính dòng chảy của nước được bao kín xung quanh như trên hình
II.3. Nếu A
1
, A
2
là diện tích mặt cắt tại điểm A, B, và v
1
,v
2
tương ứng là vận
tốc trung bình tại A, B, lưu lượng qua mặt cắt trong một đơn vị thời gian là
A

1
v
1
tại A, và A
2
v
2
tại B. Khi nước được bao quanh bằng kim loại cứng thì thể
tích nước giữa hai điểm A và B là không đổi và khi nước chảy liên tục thì
không có khoảng trống nào có thể tồn tại trong đó. Do đó, nếu giả thiết mật độ
của nước không thay đổi thì khối lượng nước giữa A và B là không đổi. Nếu
không có đường vào hoặc ra giữa hai điểm đó thì thể tích nước vào ở A và ra ở
B luôn bằng nhau trong một khoảng thời gian nhất định. “Nguyên lý liên tục
của dòng chảy ” được thể hiện qua biểu thức:
A
1
v
1
= A
2
v
2
= Q (II.7)
Q là trị không đổi của lưu lượng nước. Trong kênh hở, dòng chảy có một phần
mặt nước tự do có thể chuyển động lên xuống nên lưu lượng nước Q không phải
là không phụ thuộc vào vị trí của mặt cắt như kênh kín hoàn toàn. Tuy nhiên,
nguyên lý này có thể áp dụng cho các kênh có mặt nước tự do khi mức nước và
hình dạng của kênh không thay đổi.
A
B

Hình II.3 Nguyên lý liên tục của dòng chảy
I.4 Cột áp lưu tốc
Khi xem xét đặc tính của dòng chảy, ngoài thế năng thì cần chú ý đến sự
có mặt của động năng. Giả thiết rằng nước có trọng lượng w(kg)[kgf] đang
chuyển động với vận tốc v(m/s), động năng được tính theo công thức sau:
Ở đây gia tốc trọng trường: g = 9,8 (m/s
2
), khối lượng của nước: M =
do đó,
w
(kg),
g
1
Mv
2
=
1
(
w
)v
2
=
wv
2
(kg-m)[kgf-m] (II.8)
2 2 g 2g
Khi mức nước tăng lên bằng h(m) và giả thiết rằng tất cả động năng
chuyển thành thế năng, khi đó thế năng bằng “wh (kg-m)[kgf-m]”,
Nên
wh =

wv
2
v =
2gh
(m/s)
2g
v
2
Q
h =
2g
(II.9)
Biểu thức này cho biết “cột áp lưu tốc” h là “cột áp” sinh ra do dòng chảy
chuyển động.
A B
2
I.5 Định lý Bernoulli
Định lý Bernoulli là một định lý áp dụng “định luật bảo toàn và chuyển
hóa năng lượng” cho dòng chảy, có thể được mô tả như sau.
Dòng chảy chất lỏng lý tưởng không có tính nhớt, tính co giãn và không
biến đổi theo thời gian, chỉ chịu tác dụng của trọng trường thì tổng động năng,
thế năng, áp năng lũy tích dọc theo dòng chảy đơn là không đổi. Đây là phát
biểu của “Định lý Bernoulli”.
Các thành phần sử dụng trong thủy lực học của động năng, thế năng, áp
năng là như sau.
v
2
: cột áp lưu tốc (đơn vị đo chiều dài)
2g
p

: cột áp (đơn vị đo chiều dài)
w
h : cột áp thế năng (đơn vị đo chiều dài)
Do đó, Định lý Bernoulli’s được viết như sau.
v
+
p
2g
w
+ h = không đổi = C (II.10)
Công thức trên được áp dụng cho dòng chảy chất lỏng không bị nén,
không có tính nhớt, và chảy ổn định không có sự biến động nào, (II.10) còn có
thể được viết lại khi xét đến sự cản trở do ma sát. Hình II.4 minh họa cho biểu
thức được viết lại trong thực tế.
v
2
A
+
2g

p
A
+ h =
w
v
2
B
+
2g

p
B


+ h = H (II.11)
w
Hình II.4 Định lý
B
e
rnou
lli
A
B AB
I.6 Tổn thất cột nước
Dòng chảy trong thực tế chịu nhiều sự cản trở khác nhau, chúng có tác
động làm giảm trị số của các dạng năng lượng nói trên. Đó là “tổn thất cột
nước”, có thể được giải thích như sau.
Nếu lưu lượng của dòng chảy là Q(m
3
/s) và tổn thất năng lượng trong một
giây bằng E(kg-m) thì tổn thất dòng chảy cho một đơn vị trọng lượng/đơn vị
thời gian được tính bằng E/wQ, và tổn thất loại này được gọi là “tổn thất cột
nước”. Vì vậy dễ thấy rằng “tổn thất cột nước” tăng tỷ lệ với lượng nước chảy
xuống. Công thức (II.11) áp dụng cho dòng chảy lý tưởng không xét đến tổn
thất cột nước, ta có thể được viết lại trong công thức (II.12) sau khi thêm vào
thành phần "h
AB
" để biểu thị tổn thất cột nước giữa hai điểm A và B được mô tả
trên hình II.4.
(II.12)

v
2
A
+
2g

p
A
+ h =
w
v
2
B
+
2g

p
B
+ h + h
w
II. Tính toán công suất của nhà máy thủy điện
II.1 Công suất phát ra của nhà máy điện
Công suất phát ra của nhà máy điện được quyết định bởi cột nước và trị số
lưu lượng nước. Phương pháp tính toán lý thuyết công suất phát ra của nhà máy
điện được tính toán như sau:
(1) Công suất phát ra theo lý thuyết
Giả thiết trọng lượng riêng của nước bằng 1000 kg/m
3
, H là chiều cao của
cột nước có đơn vị là (m) và Q là lưu lượng nước có đơn vị là (m

3
/s). Năng
lượng sinh ra trong một đơn vị thời gian được tính bằng:
P = 1000QH (kgm/s)
Mà 1kgm/s = 9,8j và 1kW = 1000j nên công thức này có thể được viết lại
như sau:
P =
1000QH * 9,8
1000
= 9,8QH [kW] (II.13)
P biểu thị trị số thủy năng lý thuyết sử dụng để chạy tua bin nước và máy
phát phát điện. Công thức trên cho biết thủy năng được chuyển hóa thành cơ
năng, sau đó thành điện năng.
(2) Công suất phát ra của nhà máy điện
Hiệu suất của tua bin η
W
là tỷ số giữa công suất ra và công suất vào tua
bin, và hiệu suất của máy phát η
ｇ
là tỷ số giữa công suất ra và công suất vào
máy phát, công suất ra của tua bin P
W
(kW) và công suất của máy phát P (kW)
được tính như sau:
Pw = 9,8*η
W
*QH (kW)
P = 9,8*η
W
*η

ｇ
QH (kW) (II.14)
Công suất phát ra của máy phát thường được gọi là công suất phát của nhà
máy điện. Hiệu suất của tua bin và máy phát được giới thiệu sơ lược trong bảng
II.4, chúng phản ánh sự phụ thuộc của công suất phát vào các nhân tố khác.
Tích số “(Hiệu suất tua bin) x (Hiệu suất máy phát)” được gọi là “Hiệu suất
tổng hợp” hay “Hiệu suất tổng”.
Bảng II.4 Hiệu suất máy phát và hiệu suất tuabin - Các trị số gần đúng
Công suất phát (kW) Hiệu suất tuabin (%)
Hiệu suất
máy phát
(%)
Hiệu suất tổng hợp
(%)
2.000 83 94 78
5.000 85 96 82
10.000 87 97 84
Lớn hơn hoặc bằng
20.000
88,92 97 85,89
II.2 Cột nước
(1) Cột nước tổng
Cột nước tổng là chênh lệch về độ cao giữa mức nước vào và mức nước ra.
Giá trị đọc được lớn nhất gọi là cột nước tổng cực đại.
(2) Cột nước tĩnh
Cột nước tĩnh là sự chênh lêch giữa mức nước của bể áp lực (hoặc bể tràn)
và mức nước đầu ra của ống hút khi tất cả các tua bin ở trạng thái dừng. Mức
nước đầu ra có thể được đo ở ống hút hoặc tại điểm mà đường trung tâm của
vòi phun đi vào bánh xe công tác. Giá trị lớn nhất đọc được gọi là cột nước tĩnh
cực đại.

(3) Cột nước hiệu dụng
Tổn thất cột nước là tổn thất do ma sát trên đường dẫn nước và các nhân tố
khác như lưu lượng nước chảy xuống từ điểm lấy nước vào tới kênh thoát nước
ra qua kênh dẫn và ống thép. Cột nước tổng là cột nước tổng thực tế có thể sử
dụng để vận hành tua bin. Cột nước hiệu dụng được tính bằng hiệu số giữa cột
nước tổng và tổn thất cột nước. Cột nước tổng và cột nước hiệu dụng được tính
như sau.
- Đối với tua bin xung
kÝch
: (Xem minh họa trên hình II.5)
Cột nước tổng = [Mức nước dâng tại điểm lấy nước vào] - [Mức nước
dâng ở đầu ra]
-
§
ối với các tua bin trục ngang:
Cột nước hiệu dụng = [cột nước tổng]
- [tổn thất cột nước giữa điểm lấy nước vào và bể áp lực (bể tràn)]
- [tổn thất cột nước giữa bể áp lực (bể tràn) và đường vào tuabin]
- [chênh lệch về chiều cao mức nước dâng ở đầu ra và tại điểm mà
đường trung tâm của vòi phun đi vào vòng bánh răng của bánh công tác (hoặc
chênh lệch về chiều cao trung bình giữa chúng)
-
§
ối với các tua bin trục đứng:
Cột nước hiệu dụng = [cột nước tổng]
- [tổn thất cột nước giữa điểm lấy nước vào và bể áp lực (bể tràn)]
- [tổn thất cột nước giữa bể áp lực (bể tràn) và đường vào tuabin]
-[chênh lệch về chiều cao mức nước dâng ở đầu ra và tại điểm mà
đường trung tâm của vòi phun đi vào của bánh công tác].
- Đối với tua bin phản

kÝch
: (Xem minh họa trên hình II.6)
Cột nước tổng = [mức nước vào] - [mức nước ra]
Cột nước hiệu dụng = [cột nước tổng] - [tổn thất giữa điểm lấy nước vào
Reservoir
G l1 12
và bể áp lực (bể tràn)] - [tổn thất giữa bể áp lực (bể tràn) và điểm vào tua bin] -
[chênh lệch giữa mức nước của ở đầu ra của ống hút và mức nước dâng đầu ra]-
[cột nước lưu tốc tại đầu ra của ống hút]
Tổn thất giữa
điểm lấy nước
vào và bể tràn
h
l1
Cột nước
hiệu dụng
Cột nước
tĩnh
Cột nước
tổng
Hồ chứa
Vận tốc tại
điểm lấy
nước vào
Vận tốc t
ạ
i
đáy của
bể
tràn

Tổn thất giữa bể tràn
và điểm vào tua bin
H
H
st
Cột nước hiệu dụng Cột nước tổng
v
2
H = H - h - h - h -
2
2.g
Chênh lệch giữa mức nước ra
và điểm mà tia trung tâm của
vòi phun đi vào vòng răng
của bánh công tác
Hình II.5 Quan hệ giữa các cột nước tổng, cột nước tĩnh và cột nước hiệu
dụng
(Đối với tua bin xung
kÝch
)
−
h
Tổn thất giữa
điểm lấy nước
vào và bể
®iÒ
u
¸p
Cột nước hữu ích là cột
nước tổng có thể sử dụng

trong thực tế để vận hành
tua bin. Trong đó cột
nước tổng là độ chênh
lệch giữa mức nước vào
và ra.
Cột nước tĩnh
Độ chênh lệch về thế giữa
mức nước của bể áp lực
(hoặc bể tràn phía thượng
lưu) và mức nước ra của
ống thoát.
Cột nước tổng
Độ chênh lệch về
thế giữa mức nước
vào và ra
Hồ chứa
Vận tốc tại
điểm lấy
nước vào
Vận tốc tại
đáy của bể
®iÒu
¸p
Tổn thất giữa
bể
®iÒu
¸p và
Cột nước hiệu dụng
Cột nước tổng
2

điểm vào tua
bin
Vận tốc tại
đầu ra của
Chênh lệch về chiều
cao giữa mức nước ra
H
=
H
G l1
−
h
l 2
−
υ
2
−
h
2g
ống hút
khỏi ống hút và mức
nước đầu ra.
Hình II.6 Mối quan hệ giữa các cột nước tổng, cột nước tĩnh, cột nước hiệu
dụng
(Đối với tua bin phản
kÝch
)
II.3 Tổn thất cột nước
Các loại tổn thất cột nước chủ yếu được cho trong hình II.7
(1) Tổn thất tại cửa nhận nước: Tổn thất này phụ thuộc vào sự thay đổi tiết

diện của cửa nhận nước từ dòng sông có tiết diện lớn hơn và các thiết bị phụ
khác
(2) Tổn thất trên kênh dẫn nước: tổn thất này do độ dốc và sự thay đổi vận tốc
nước trong kênh dẫn gây nên.
(3) Tổn thất tại bể lắng: tổn thất tại bể chìm.
(4) Tổn thất trong đường hầm áp lực: Tổn thất do độ uốn cong và ma sát.
(5) Tổn thất trong đường ống áp lực: Tổn thất do ma sát và độ uốn cong của
ống dẫn.
(6) Tổn thất trên kênh xả: Tổn thất do độ dốc tại đầu kênh xả.
Hình 2.3. Tổn thất cột nước
Tæn thất tại cửa nhận nước
Tæn thất do sự thay
®æi
về
tiết diện, lưới chắn, và
tường chắn, xuất hiện khi
nước chảy qua cống lấy
nước
Tổn thất phụ thuộc vào cấu trúc của
kênh dẫn,
Tæn
thất do sự thay
®æi
tiết
diện đột ngột tại bể lắng hoặc bể áp
lực.
Kênh dẫn
Cống lấy
nước vào
Bể lắng

Đập
Tổn thất trên kênh dẫn
Tổn thất do cấu trúc miệng vòm
của cống lấy nước vào, ma sát,
sự thay đổi tiết diện mặt cắt, độ
uống cong và độ dốc.
Bể phía trên
Đường ống
chịu áp
Trạm phát điện
Tổn thất trên kênh xả
Tổn thất do ma sát dọc
chiều dài kênh, sự thay
đổi tiết diện mặt cắt và
Tổn thất trong đường ống chịu áp
Tổn thất do cấu trúc miệng vòm tại điểm chỗ lấy
nước vào, do độ cong, ma sát, sự thay đổi tiết
diện mặt cắt và các van điều tiết ở đầu vào.
Kênh xả
do bề mặt nước dốc.
Hình II.7 Các loại tổn thất cột nước
III. Hệ thống phát điện thủy điện
Điện năng được sản xuất ra trong các nhà máy thủy điện phụ thuộc vào
dung tích nước xả và cột áp. Khi nước ở các dòng sông chảy bởi độ dốc tự
nhiên, hầu hết thế năng của nó bị mất đi do các hiện tượng vật lý như ma sát, va
chạm và xoáy nước.v.v Vì vậy công suất phát ra có thể lớn hơn bằng cách sử
dụng hiệu quả cột nước, điều đó có nghĩa là với cùng một lượng nước thì dòng
nước sẽ chảy xiết với cột nước cao.
Thông thường các nhà máy thủy điện được phân loại theo các phương án tạo ra
cột nước cao hơn bằng các tác động của con người.(Phân loại theo phương án

tạo ra cột nước).
(1) Nhà máy thủy điện kiểu kênh dẫn
Đây là phương án sử dụng cột nước giữa hồ điều tiết hoặc bể áp lực và vị
trí đặt nhà máy thủy điện. Nước giữ lại được đưa qua đập xây dựng phía thượng
lưu của dòng sông và dẫn tới tua bin của nhà máy thủy điện bằng một kênh dẫn
dài. Nhà máy thủy điện kiểu kênh dẫn có thể có hồ điều tiết hoặc không, chúng
được minh họa trên hình II.8-(a)
(2) Nhà máy thủy điện kiểu đập
Đây là phương án sử dụng cột nước được tạo ra bằng cách xây dựng đập
tại các vị trí thích hợp ở thượng lưu của dòng sông như minh họa trên hình
II.8-(b). Nhà máy thủy điện kiểu đập có hồ chứa là công cụ hữu ích để điều tiết
và không chịu ảnh hưởng nhiều bởi sự dao động của dòng chảy theo mùa.
(3) Nhà máy thủy điện kiểu hỗn hợp (đập và kênh dẫn)
Đây là phương án tạo ra cột nước bằng đập kết hợp với hệ thống kênh dẫn,
tận dụng một cách hiệu quả địa hình tự nhiên như được minh họa trên hình
II.8-(c).
Đập
Cửa tràn
Kênh dẫn
Đập tràn
Điểm lấy
nước vào
Bể lắng Bể chứa
Đường ống
Kênh xả
Phương án dẫn nước từ bể chứa thượng lưu
qua kênh dẫn (máng) với độ dốc nhỏ tương
ứng để tạo ra cột nước phát điện giữa bể
chứa và trạm phát điện.
áp lùc

Trạm phát điện
Dòng sông càng dốc thì cột nước
có thể đạt được càng lớn mặc dù
kênh dẫn ngắn hơn.
(a) Nhà máy thủy điện kiểu kênh dẫn
Đập cao
Hồ chứa hoặc hồ điều tiết
Trạm phát điện
Phương án này tạo ra cột nước cao giữa mức nước
thượng lưu và hạ lưu bằng cách xây dựng đập chắn
ngang thung lũng hẹp của dòng sông trên một nền đá
chắc chắn. Hầu hết các nhà máy thủy điện lớn đều sử
dụng phương án này.
Kênh xả
(b) Nhà máy thủy điện kiểu
đập
Hồ chứa hoặc hồ điều tiết
Bể
®iÒu
¸p
Đập tràn
Đường
dẫn áp
lực
Điểm lấy
nước vào
Phương án này tạo ra cột
nước bằng việc kết hợp
được các ưu điểm của nhà
máy thủy điện kiểu đập

và kênh dẫn.
Đường ống
¸
p
lùc
Trạm phát điện
Kênh xả
(c) Nhà máy thủy điện kiểu hỗn
hợp
Hình II.8 Phân loại các nhà máy thủy điện theo phương án tạo ra cột
nướ
c
Các nhà máy thủy điện còn được phân loại theo cách sử dụng dòng chảy,
đó là phương thức vận hành nhà máy thủy điện.
(4) Thủy điện kiểu Run-of-river (sử dụng dòng chảy tự nhiên)
Là hệ thống phát điện sử dụng dòng chảy tự nhiên để phát điện không có
các tác động điều tiết của con người. Thủy điện kiểu này gồm các nhà máy thủy
điện kiểu kênh dẫn không có hồ chứa hoặc hồ điều tiết. (Xem hình II.9-(a))
(5) Thủy điện kiểu hồ điều tiết
Là hệ thống phát điện có thể điều tiết dòng chảy theo ngày hoặc tuần bằng
hồ điều tiết phía thượng lưu ở “các nhà máy kiểu kênh dẫn”, thay đổi công suất
phát ra tương ứng với sự thay đổi nhu cầu phụ tải trong ngày. (Xem hình
II.9-(b))
(6) Nhà máy thủy điện kiểu hồ chứa
Là hệ thống phát điện có hồ chứa tự nhiên hoặc nhân tạo vì vậy có thể điều
tiết dòng chảy theo mùa, điều chỉnh công suất phát ra tương ứng với sự thay đổi
nhu cầu phụ tải. (Xem hình II.9-(c))
(7) Nhà máy thủy điện tích năng
Là một hệ thống phát điện có hồ chứa phía trên và phía dưới để đưa nước
trở lại bằng bơm nước từ hồ thấp hơn lên hồ cao hơn vào giờ thấp điểm và phát

điện trong giờ cao điểm. (Xem hình II.9-(d))
Không có hồ chứa hay hồ điều tiết
để điều tiết dòng chảy, hệ thống
này phát điện dựa vào thế năng
của dòng chảy tự nhiên. Vì vậy hệ
số sử dụng nước của hệ thống
không cao, nó sẽ xả nước đi nếu
lưu lượng nước vượt quá lưu
lượng cực đại của tua bin.
Điểm lấy
nước vào
Đập
Bể lắng
Kênh dẫn
Ống xả cát
Bể chứa
Sông
Đường ống
¸p lùc
Trạm phát điện
Kênh xả
(a) Nhà máy thủy điện kiểu Run-of-river (sử dụng dòng chảy tự nhiên)
Tailrace
Nhà máy thủy điện loại này sử dụng
một hå điều tiết
®Ó
điều tiết dòng chảy
chủ yếu theo ngày hoặc tuần. Khả
năng điều tiết của nhà máy loại này
nhỏ hơn loại có hå chứa.

Khi nhà máy xả nước từ phía
thượng lưu, do sự biến động quá lớn
của dòng chảy, sử dụng “hå điều tiết
lại” có thể cho phép tạo ra dòng chảy
bình thường ở phía hạ lưu.
Hồ điều tiết
Đập cao
Trạm phát điện
(b) Nhà máy thủy điện có hồ điều tiết
Nhà máy thủy điện sử dụng một
hồ chứa để điều tiết dòng chảy theo
mùa. Phương án này cho phép tèi
đa việc sử dụng nguồn nước bằng
cách giữ nước trong hå vào mùa
mưa hoặc khoảng thời gian thấp
điểm, xả nước và phát điện trong
mùa khô để cung cấp lượng nước
thích hợp trong mùa khô cho khu
vực hạ lưu.
Hồ chứa
Đập cao
Trạm phát điện
Kênh xả
(c) Nhà máy thủy điện kiểu hồ chứa
Nhà máy điện loại này bơm
nước trở lại từ hồ dưới lên hồ trên
bằng lượng điện năng kinh tế
được cung cấp từ các nhà máy
nhiệt điện và điện hạt nhân trong
giờ thÊp điểm như lúc nửa đêm

hoặc cuối tuần. Lượng nước đó
được sử dụng hiệu quả
®Ó
phát
điện trong giờ cao điểm.
Hồ trên
Đập
Trạm phát điện
Thông thường nhà máy
thủy điện tích năng sử dụng
hồ chứa hoặc hồ điều tiết
của nhà máy điện phía hạ
lưu để làm hồ dưới.
(d) Nhà máy thủy điện
kiÓu
tích năng
Hình II.9 Phân loại theo phương thức vận hành nhà máy thủy điện