NGHIÊN cứu hệ THỐNG KÍCH từ UNITROL 6800 NHÀ máy THỦY điện IALY

LỜI CẢM ƠN
-----------------------Năm năm học tập tại trường Đại học Q u y Nh ơn . Em cảm thấy mình
lớn hơn rất nhiều. Nhà trường và Thầy Cô không chỉ truyền đạt cho Em những
kiến thức chuyên môn về ngành mà còn giáo dục cho Em về lý tưởng đạo đức
trong cuộc sống. Đây là những hành trang không thể thiếu cho cuộc sống và
sự nghiệp của Em. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý Thầy cô toàn
trường, đặc biệt là các Thầy Cô trong khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ đã tận tình
chỉ bảo, dìu dắt Em đến ngày hôm nay.
Đồ án tốt nghiệp đã đánh dấu việc hoàn thành trong những năm cố gắng
đó. Để có được như ngày hôm nay là nhờ sự dạy dỗ, chỉ bảo của quý Thầy Cô
trong trường. Qua đây Em xin chân thành cảm ơn đến cha mẹ, thầy cô, người
thân, bạn bè và đồng nghiệp, những người luôn cố gắng tạo mọi điều kiện để. Em
có được như ngày hôm nay.
Riêng đối với đồ án tốt nghiệp này, Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc
đến Anh Nguyễn Minh Khứ là quản đốc phân xưởng sửa chữa nhà máy thuỷ
điện Ialy.Anh đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn cho Em, cũng như tạo mọi điều
kiện thuận lợi giúp Em có thể vượt qua mọi khó khăn trong suốt quá trình thực
hiện luận văn. Đồng thời Em cũng xin cảm ơn đến Ban Giám Đốc và các anh
chị CBCNV Công ty Thủy điện Ialy đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt
cuốn đồ án này. Do thời gian làm luận văn hạn chế nên không tránh khỏi những
thiếu sót kính mong quý Thầy Cô và bạn bè chỉ dẫn thêm.
Xin chân thành cám ơn!
TP.QUY NHƠN, Ngày 5 tháng 5 năm 2009
Sinh viên thực hiện

NGUYỄN VĂN TRÍ


CHƯƠNG I

SƠ LƯỢT VỀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN KẾ HOẠCH

PHÁT TRIỂN THỦY ĐIỆN TRONG LƯU VỰC SÔNG SÊ SAN

Hình 1.1: Hệ thống bậc thang các thủy điện trên sông Sêsan
1.1.

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN
Sông Sê San là sông có trữ năng thủy điện đứng thứ 3 sau sông Hồng và sông Đồng

Nai. Sông Sê San là phụ lưu bên bờ trái của sông Mê Công. Sông bắt nguồn từ phía bắc cao
nguyên Gia Lai – Kom Tum với 2 nhánh chính thượng nguồn là sông Prông Pôkô và sông
ĐăkBla. Sau khi 2 nhánh này nhập với nhau tạo thành dòng chính sông Sê San rồi tiếp tục
chảy theo hướng Đông bắc – Tây nam ra hướng biên giới Việt Nam - Campuchia. Tại đây
sông tiếp nhận sông Sa Thầy ở bờ phải rồi chảy vào đất Campuchia qua 2 tỉnh Ratanakiri và
Stung Treng rồi đổ về sông Mê Công tại thị trấn Stung Treng. Tổng diện tích lưu vực sông Sê
San trên đất Việt Nam là 11.450 km 2 chủ yếu trong 2 tỉnh Kon Tum và Gia Lai, bằng 61,65%


tổng diện tích lưu vực sông Sê San (18.570km2 ). Đặc trưng hình thái một số nhánh sông
chính của lưu vực sông Sê San trên đất Việt Nam được trình bày trong bảng 1.1
Bảng 1.1
TT

Sông suối

Diện tích

Chiều dài

Độ rộng

Độ dốc

Lưu vực

Sông
(km)

Trung bình

Trung bình

(km)

(%o)

(km2)
1

Sông ĐăkBla

3.050

145

-

8,1

2

Sông Krông Pôkô

3.530

121

20

6,5

3

Sông Sa Thầy

1.562

104

15

4,3

4

Sông Sê San

11.450

237

44

3,6

Địa hình lưu vực Sê San khá phức tạp, bị chia cắt mạnh. Phần phía Bắc của lưu vực địa
hình là khối núi Ngọc Linh có đỉnh 2598 m, phần phía Tây là khối núi Ngọc Bin San có đỉnh
cao 1939 m và phía Đông có dãy Ngọc Cơ Rinh cao 2025 m. Do đặc điểm địa hình vùng này
chia cắt mạnh dẫn đến sự khác biệt đáng kể về khí hậu trên từng phần của lưu vực đặc biệt là
chế độ mưa, độ ẩm không khí.
Khí hậu của lưu vực mang đặc điểm của khí hậu Tây Trường Sơn, thể hiện cả trong chế
độ nhiệt, mưa, ẩm và nhiều yếu tố khác. Mùa mưa trên lưu vực từ tháng 5 đến tháng 10.
Lượng mưa trung bình năm dao động từ 2600 ÷ 3000 mm ở vùng núi phía Bắc và vùng cao
nguyên Pleiku; ở phía Tây Nam lưu vực khoảng 1700 ÷ 1800 mm; ở vùng trũng KomTum do
bị chắn gió và bị bao bởi các dãy núi, ở phía Nam lưu vực mưa vào khoảng 1700 mm.
Dòng chảy trên sông Sê San được chia làm 2 mùa: mùa kiệt và mùa lũ. Mùa lũ bắt đầu
từ tháng 8 và kết thúc vào tháng 11, mùa kiệt bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau.
1.2.

KẾ HOẠCH PHÁT TRIỂN THỦY ĐIỆN TRONG LƯU VỰC
Nghiên cứu quy hoạch phát triển thủy điện trên sông Sê San trải qua thời gian dài do

nhiều cơ quan khác nhau. Nghiên cứu mới nhất đã được Thủ tướng chính phủ thông qua tại
văn bản số 496/CP-CN ngày 07/06/2001. Trên lưu vực sông Sê San có 6 công trình thủy điện
lớn trên dòng chính với các thông số kỹ thuật trình bày trong bảng 1.2.
Bảng 1.2
TT

Tên công trình

Flv

MNDBT

Whi

Nlm

Năm XD

Năm


(km2)

(m)

(106m3)

(MW)

VH

1

Thượng KonTum

350

1170

122,7

220

2006

2009

2

Pleikrông

3216

570

948

100

2004

2007

3

Ialy

7455

515

779

720

1993

2000

4

Sê San 3

7788

304,5

3,8

260

2002

2006

5

Sê San 3 A

8084

239

4,0

108

2002

2006

6

Sê San 4

9326

215

264

360

2005

2009

Trong 6 công trình trên hợp thành hệ thống bậc thang thủy điện trên sông Sê San với
công suất lắp máy đến 1800 MW và sản lượng điện bình quân năm trên 8 tỷ kWh, cung cấp

điện trực tiếp đến trạm 500kV Pleiku là “điểm giữa” của hệ thống điện. Trong đó 3 công trình
gồm Ialy, Pleikrông, và Sê San 4 là những công trình có hồ điều tiết mùa và điều tiết năm sẽ
có tác động đáng kể đến chế độ dòng chảy hạ lưu sông Sê San. Công trình Sê San 3 và Sê San
3A là công trình có hồ điều tiết ngày. Công trình Thượng Kon Tum là hồ điều tiết nhiều năm
và chuyển dòng chảy về lưu vực sông Trà Khúc nhưng diện tích lưu vực của hồ rất nhỏ so với
diện tích lưu vực của sông Sê San (<4%) cho nên không ảnh hưởng nhiều đến lưu lượng và
dòng chảy trên toàn tuyến sông.


Tổng hợp thông số cơ bản các công trình thuỷ điện trên sông Sê San (bảng 1.3)
Bảng 1.3
T
T

1

2

3

Nội dung

CÔNG TRÌNH

ĐVT
Thượng
Kon tum

Plei
krông

Ialy

Sê San 3

Sê San 3a

Sê San
4

Vị trí xây dựng
- Trên sông

Đakbla

Krông pôkô

Sê San

Sê San

Sê San

Sê San

- Tỉnh

Kon-Tum

Kon-Tum

Kon-Tum

Kon-Tum

Gia Lai

Gia Lai

Thủy văn
Diện tích lưu vực

Km2

350

3.224

7.455

7.788

8.084

9.326

Lưu lượng TB năm

m3/s

15,2

128,0

264,0

274,0

286,0

330,0

Nhiều năm

Năm

Mùa

Ngày đêm

Ngày đêm

Mùa

Hồ chứa
Chế độ điều tiết
Mực nước dâng bình thường

m

1.170

570,0

515,0

304,5

239,0

215,0

Mực nước chết

m

1.146,0

537,0

490,0

303,2

238,5

210,0

Mực nước
gia cường

m

573,4

518,0

307,2

Dung tích toàn bộ

106 m3

173,7

1.048,7

1.037,0

92,0

80,6

893,3

Dung tích
hữu ích

106 m3

122,7

948,1

779,0

3,8

4,0

264,2


4

Dung tích chết

106 m3

51,0

100,6

258,0

88,2

76,6

629,1

Diện tích mặt hồ

Km2

8,6

53,3

64,5

3,4

8,8

58,4

Lưu lượng TKế

m3/s

31,5

367,6

420,0

486,0

500,0

698,0*

Cột nước tính toán

m

820,0

31,0

190,0

60,5

21,5

55,0

Cột nước lớn nhất

m

57,5

207,75

66,5

25,0

60,2

Cột nước nhỏ nhất

m

22,3

168,14

49,5

19,5

53,7

Công suất lắp máy

MW

220

100

720

260

108

360

Công suất đảm bảo

MW

82,4

31,5

227,0

71,7

39,8

106,6

Điện lượng TB năm

106 kWh

944,5

417,2

3.650,0

1.224,6

499,4

1.388,1

Lưu lượng xả tràn (tần suất lũ P=0,1%)

m3/s

5.165

13.733

17.058

Nhà máy


Hình 1.2: Biểu đồ dự án thuỷ điện trên sông Sê san
1.3.

CÔNG TRÌNH NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN IALY

1.3.1. Vị trí địa lý và đặc điểm khí hậu
Sông Sê san là một trong các nhánh bên trái của sông Mê công, bắt nguồn từ phía Bắc
cao nguyên Gialai, Kontum và đổ vào sông Mê công gần thị trấn Xê rông tơ ren của
Campuchia.
Thượng nguồn sông Sê san gồm hai nhánh lớn: Đackbla bắt nguồn từ phía Nam núi
Ngọc Cơ rinh (2025m) chảy theo hướng Đông Bắc -Tây Nam, và nhánh Krông Pô kô bắt
nguồn từ phía Nam núi Ngọc linh (2500m) chảy theo hướng Bắc - Nam. Hai nhánh sông hợp

lưu tại địa điểm cách thác nước Ialy về phía thượng lưu 16 km và chảy theo hướng Đông Bắc
- Tây Nam đến biên giới Việt nam - Campuchia.
Lưu vực sông Sê san nằm trọn trong vùng cao nguyên giữa hai tỉnh Gialai và Kontum
phần phía Bắc Tây nguyên
Từ tháng 5 Gialai và Kontum thực sự bước vào mùa mưa, do đón gió mùa Tây nam từ
vịnh Thái lan thổi đến. Tháng mưa lớn nhất ở Gialai và Kontum thường là tháng 8 và tháng 9.
Lưu vực sông Sê san nằm trong vùng nhiệt đới mang đặc điểm khí hậu Tây Trường sơn và
được chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 5 đến hết tháng 10 thời tiết mát dịu; Mùa
khô từ tháng 11 đến hết tháng 4 hằng năm thời tiết ít lạnh.
Lượng mưa trung bình năm của Lưu vực là 2200mm. Số ngày mưa trung bình là 136
ngày/năm, lượng mưa của ngày lớn nhất là 282 mm.


Sông Sê san có hai mùa nước : Mùa lũ và mùa khô. Mùa lũ bắt đầu từ tháng 8 và kết
thúc vào tháng 11. Mùa kiệt kéo dài từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau. Các tháng 6, 7 mức
nước sông thường nâng lên do có lũ tiểu mãn. Mức nước cao nhất thường xảy ra vào các
tháng 8 đến tháng 11.
1.3.2. Tầm quan trọng của NMTĐ Ialy đối với nền kinh tế quốc dân
Công trình thuỷ điện Ialy là thuỷ điện có nguồn điện lớn và có vị trí nằm ở Cao nguyên
Trung bộ. Nhà máy thuỷ điện Ialy cung cấp một lượng điện năng đáng kể 3,6 tỉ kWh/ năm,
hơn 10% sản lượng điện Quốc gia cho khu vực Miền trung, Tây nguyên và miền Nam, giảm
công suất lớn truyền tải điện 500kV từ NMTĐ Hoà bình vào khu vực này.
Hệ thống điện Quốc gia hiện nay đang thiếu hụt công suất rất nhiều nên vận hành lưới
điện trong những giờ cao điểm gặp rất nhiều khó khăn nên khi NMTĐ Ialy phát lượng công
suất 720 MW sẽ làm tăng độ ổn định lưới điện trong các chế độ vận hành và cải thiện chất
lượng điện năng (tần số và điện áp).
Vị trí địa lý của NMTĐ Ialy nằm ở đoạn giữa của đường dây 500kV sẽ tạo điều kiện
thuận lợi cho việc vận hành và khai thác đường dây truyền tải 500kV có hiệu quả hơn.
Khu vực miền Trung và Tây nguyên từ trước đến nay có rất ít nguồn điện lớn tham gia
vào lưới điện, nguồn điện dùng chủ yếu là truyền tải từ miền Bắc vào kể từ khi đường dây

500kV đưa vào vận hành nên việc phát triển các phụ tải công nghiệp gặp rất nhiều hạn chế.
Nên khi NMTĐ Ialy đi vào hoạt động sẽ tạo điều kiện cho việc phát triển các ngành công
nghiệp trong vùng như:

• Vùng cao nguyên trung bộ: Phát triển công nghiệp chế biến các loại sản
phẩm từ cây công nghiệp như cà phê, chè, cao su... và công nghiệp chế
biến sản phẩm từ gỗ.
• Vùng đồng bằng duyên hải miền Trung: Phát triển đông lạnh, chế biến
thuỷ hải sản, công nghiệp ép dầu từ cây họ đậu và dừa, phát triển công
nghiệp đóng tàu, phát triển mở rộng khu cảng biển và thành lập các khu
công nghiệp.
• Ở miền Nam có nền công nghiệp nhẹ phát triển với nhịp độ rất cao do đó
NMTĐ Ialy sẽ cung cấp một phần điện năng đáng kể cho khu vực miền
Nam và tạo điều kiện cho việc duy trì nhịp độ phát triển công nghiệp và


kinh tế khu vực này.
Từ những điều kiện trên NMTĐ Ialy đã có một vị trí quan trọng và đóng góp đáng kể
cho lưới điện Quốc gia trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
1.3.3. Chọn thông số đặt cho công trình
Căn cứ vào việc theo dõi khí tượng thuỷ văn và lưu lượng chảy của sông Sê san hơn 30
năm (Từ 1960 đến 1990); căn cứ vào địa lý vùng dân cư khu vực lòng hồ; căn cứ vào các cơ
quan khảo sát thiết kế của Việt nam và Nga; căn cứ vào các tính toán kinh tế kỹ thuật ... để
chọn ra thông số chính cho công trình NMTĐ Ialy như sau:

• Quy mô hồ chứa: Chọn mực nước dâng bình thường và mực nước chết;
Mực nước dâng bình thường chọn càng cao thì hiệu ích năng lượng
càng cao và tăng công suất đặt của nhà máy nhưng vốn đầu tư cao và
phải đền bù nhiều. Và căn cứ vào các phương án dự trù đền bù khi tăng
cho 1 m nước dâng và căn cứ vào việc phát triển các nhà máy thuỷ điện

bậc thang trên NMTĐ Ialy nên đã chọn mức nước dâng bình thường là
515m. Nếu chọn mực nước > 515m thì gây vùng ngập lụt lớn cho vùng
Kontum và số tiền đền bù sẽ rất cao. Mực nước chết nếu ta chọn ở mức
thấp (So với MNDBT 515m) thì dung tích hữu ích của lòng hồ tăng
nhưng sự sạt lở lòng hồ sẽ tăng và công tác bảo quản lòng hồ sẽ gặp rất
nhiều khó khăn, nhưng nếu chọn MNC cao thì công suất đảm bảo và
lượng điện trung bình hằng năm sẽ giảm. Do đó chọn MNC là 490m là
tối ưu và thoả mãn các yêu cầu về hồ chứa và phát điện.
• Công suất đặt nhà máy: Căn cứ vào quy mô hồ chứa và chiều cao cột
nước và lưu lượng đổ vào dòng sông vào mùa lũ nên đã chọn công suất
đặt của nhà máy là 720MW. Với công suất đặt là 720 MW thì ta có thể
tận dụng được lượng nước thừa vào mùa lũ và giảm được lượng nước xả
qua tràn. Với quy mô hồ chứa và lượng nước đổ vào hồ hằng năm nên ta
không thể chọn công suất đặt NM cao hơn nữa. Nếu chọn cao hơn thì
vào mùa lũ có thể phát nhiều điện nhưng vào mùa khô lại thiếu nước và
chi phí vốn đầu tư lớn không thoả mãn được các chỉ tiêu kinh tế.
Tóm lại thông số chính của công trình là: MNDBT là 515m; MNC là 490m, công suất


lắp đặt là 720MW là những thông số tối ưu nhất thoả mãn các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật trong
nhiều phương án đưa ra.
1.4.

CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN IALY

1.4.1. Hồ chứa
Công dụng: Hồ chứa là một công trình quan trọng của NMTĐ Ialy dùng để tích và cấp
nước cho các tổ máy để sản xuất điện và còn điều tiết lượng nước trong một năm để vận hành
nhà máy.
Các thông số chính:

• Diện tích lưu vực tính đến tuyến công trình là:

7455 km2.

• Lưu lượng trung bình nhiều năm:

259,9

m3/s.
• Mực nước dâng bình thường (MNDBT):

515m.

• Mực nược chết (MNC):

490m.

• Mực nước gia cường (MNGC) P=0,1% là:

18m.

• Diện tích mặt hồ tại MNDBT là:

64,5km2.

• Diện tích mặt hồ tại MNC là:

17,2km2.

• Dung tích toàn bộ là:

1037,09

x106m3.
• Dung tích hữu ích là:

779,02

x106m3.
• Dung tích chết là:

258,07

x106m3.
• Cột nước trung bình phát điện là:
Bảng 1.4: Số liệu dòng chảy trung bình nhiều năm

192m.


Month
01
Year

02

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

TB


1960

93.1 74.4 67.0 54.5 84.5 350.3 274.7619.3531.387.8 486.0 296.7

251.6

1961

182.6125.9105.196.0 179.6427.3 515.2631.0531.8716.2 383.7 197.6

341.0

1962

156.8113.681.9 77.7 92.4 168.4 274.1423.9435.444.9 246.0 162.0

189.8

1963

106.878.6 61.6 47.0 53.2 121.4 137.6390.8696.7421.5 188.8 137.1

203.4

1964

91.5 78.3 50.6 45.2 106.5217.0 252.0394.6806.0520.8 777.0 300.5

303.3

1965

95.7 75.4 67.6 79.6 72.7 256.5 333.5527.2554.5454.8 312.6 194.0

252.0

1966

69.5 61.3 49.1 44.3 150.475.3 337.1432.2579.6320.9 185.8 219.4

210.4

1967

178.8110.970.1 61.1 107.4401.2 215.4713.8825.1574.7 299.8 223.9

315.2

1968

148.382.9 45.8 34.0 30.6 37.9 77.4 522.7520.9402.0 274.6 166.3

195.3

1969

91.9 71.7 58.1 58.3 81.6 111.4 235.7407.6346.3260.5 169.0 116.9

167.4

1970

74.4 65.1 62.6 60.6 134.1356.9 279.1475.9414.4502.4 626.9 231.3

273.6

1971

85.7 61.6 56.3 56.9 59.3 174.1 336.6441.5581.3203.8 137.4 99.6

191.2

1972

107.474.5 61.7 63.8 119.5291.9 447.7479.5695.2572.4 425.5 318.9

304.8

1973

199.9146.7110.798.1 152.979.1 419.1789.0714.4703.0 848.1 304.1

380.4

1974

129.5101.584.2 99.9 87.8 241.4 150.9567.4426.2355.1 456.4 238.9

244.9

1975

111.876.6 64.2 59.8 96.1 165.7 272.3490.4558.9341.2 224.1 177.3

219.9

1976

106.272.5 60.9 56.7 90.8 155.0 257.1466.4527.0326.0 214.1 168.7

208.5

1977

98.6 80.6 68.0 67.0 66.2 75.2 139.1234.4436.9232.6 249.4 111.7

155.0

1978

82.1 53.0 57.4 60.3 77.1 132.0 220.2582.3645.1412.3 276.7 189.1

232.3

1979

129.994.0 69.9 70.4 145.2402.5 523.5919.7534.5525.7 328.0 204.5

329.0

1980

148.2108.683.4 78.4 178.6250.6 356.6321.5582.6577.3 633.3 271.4

299.2

1981

169.3120.8106.6109.0134.7511.6 348.7611.6328.5614.2 598.8 327.2

331.8

1982

171.5131.9107.0108.7102.4269.5 452.0389.7663.8316.5 218.6 149.3

256.7

1983

120.5102.179.9 62.1 90.8 146.4 204.1405.1306.2608.5 412.2 222.0

230.0

1984

159.1120.0105.5132.8140.9352.5 230.2722.0679.7483.2 430.3 241.3

316.5

1985

167.3127.8109.7117.6124.4275.9 324.9629.0505.6359.1 261.2 185.0

265.6

1986

159.8136.5123.9118.6287.8208.4 356.6530.9616.4485.9 318.7 288.4

302.7

1987

158.4127.799.8 92.9 103.2155.4 369.5430.6430.7220.2 226.1 144.0

213.2

1988

118.099.6 90.0 82.9 147.3250.3 222.6339.3211.2581.3 283.5 188.5

217.9

1989

149.5122.9117.4116.3233.7242.5 368.8643.4605.7384.3 230.3 172.8

282.3


1990

108.6100.179.6 77.0 136.2243.6 229.2339.9443.0650.0 421.9 213.7

253.6

1991

159.4120.3104.083.1 88.3 196.3 298.3638.0615.9610.0 286.5 208.0

284.0

1992

151.4120.0108.4104.4130.7180.4 220.0512.1503.1500.5 358.9 200.0

257.5

1993

131.3107.594.0 93.5 111.8106.3 178.8451.0415.0392.1 257.2 272.1

217.6

1994

217.5103.087.0 95.0 116.0173.0 525.0594.0965.0417.0 242.0 190.0

310.4

1995

130.0104.081.0 69.0 82.0 104.0 193.0335.0415.0453.0 515.0 239.0

226.7

1996

141.0111.084.0 94.0 137.0160.0 335.0598.0978.0615.0 1020.0512.0

398.8

1997

301.0231.0184.0192.0245.0231.0 425.0703.0704.0593.0 363.0 229.0

366.8

1998

159.0125.098.0 81.0 108.0102.0 102.0123.0235.0268.0 492.0 276.0

180.8

1999

137.0100.074.0 92.0 172.0280.0 334.0644.0425.0461.0 526.0 329.0

297.8

2000

170.0130.099.0 109.0128.0204.0 570.0566.0701.0485.0 376.0 247.0

315.4

2001

155.099.0 99.0 86.0 173.0226.0 456.0649.0550.0394.0 272.0 184.0

278.6

2002

132.088.0 72.0 73.0 102.0182.0 389.0590.0856.0474.0 296.0 196.0

287.5

2003

131.094.0 75.0 78.0 95.0 167.0 180.0335.0547.8648.0 347.4 202.5

241.7

2004

133.090.0 70.0 81.0 95.0 279.0 251.0503.0564.0271.0 190.0 139.0

222.2

2005

86.0 66.0 51.0 59.0 67.0 79.0 233.0774.0700.0428.0 338.0 240.0

260.1

2006

140.092.0 82.0 82.0 132.096.0 452.0744.0630.0625.0 251.0 193.0

293.3

Bình
quân

137.1101.783.4 82.1 120.2210.9 304.3524.1564.7444.5 367.6 219.5

263.3

Hình 1.3: Biểu đồ lưu lượng về hồ Ialy từ năm 1960 ÷ 2006
Bảng 1.5: Số liệu điều phối hồ chứa
DD/MM

1/1

1/2

1/3

1/4

1/5

1/6

1/7

1/8

1/9

1/10

1/11

1/12

31/12

Qmax

515

513.7

511.3

508.75

504.5

497.5

490

495

506

513.7

515

515

515


5
Qmin

512.5

511.2
5

5
507.5

502.5

496.25

490

490

490

490

503

511

515

512.5

Hình 1.4: Biểu đồ điều phối hồ chứa thuỷ điện Ialy năm 2000
1.4.2. Đập dâng
Công dụng: Dùng để chặn nước sông Sê san để tạo nên hồ chứa cho công trình NMTĐ
Ialy, đập phải có độ vững chắc và độ rò rỉ qua thân đập nhỏ để đảm bảo yêu cầu tích nước hồ
chứa.
Cấu tạo và các thông số chính:

• Cấu tạo là loại đập đá đổ lõi đập là đất sét dùng để chống thấm qua đập
tiếp theo hai bên là lớp cát và bao ngoài cùng là lớp đá có nhiều kích cỡ,
nền lõi đập được xử lý bằng khoan phun xi măng. Cấu tạo thân đập gồm
có nhiều lớp khác nhau có tác dụng là làm cho đập vững chắc và hạn chế
lượng nước thấm qua đập cũng như thay đổi dòng nước thấm đi theo
những hướng khác nhau để giảm bào mòn thân đập.
• Cao trình đỉnh đập:

522m.

• Cao trình đỉnh lõi đập:

520m.

• Chiều dài theo đỉnh đập:

1190m.


• Chiều cao đập lớn nhất:

69m.

• Chiều rộng đỉnh đập:

10m.

• Chiều rộng chân đập:

330m .

1.4.3. Đập tràn xả lũ
Công dụng: Dùng để xả lượng nước thừa trong hồ chứa vào mùa lũ. Đập tràn có lưu
lượng qua đập tràn phải đảm bảo xả hết tần suất lưu lượng lũ lớn nhất để bảo vệ công trình
một cách an toàn, (không cho nước lũ tràn qua đập dâng).
Các thông số chính:

• Tổng chiều rộng của tràn nước:

90 m

• Số cửa xả tràn:

6 cửa van hình cung

• Kích thước cửa van RxC:

15x16,3m.

• Cao trình ngưỡng tràn:

499,12m

• Cao trình đỉnh tràn:

522m.

• Lưu lượng xã lũ với tần suất P=0,1%:

13733m3/s.

• Chiều dài dốc nước:

159,16m

1.4.4. Cửa nhận nước
Công dụng: Dùng để tiếp nhận nước từ hồ chứa vào đường dẫn nước cấp cho turbine;
dùng để đóng van trượt sự cố chặn không cho nước vào đường dẫn nước trong chế độ sự cố
cũng như sửa chữa kiểm tra đường ống dẫn nước. Ngoài ra còn có tác dụng không cho rác,
cây gỗ vào turbine .
Cấu tạo: Gồm có 4 khoang dẫn nước vào đường hầm áp lực; mỗi khoang có 3 dãy khe

• Dãy khe thứ nhất đặt lưới chắn rác mỗi lưới chắn rác có 5 xec xi truyền

động bằng cẩu chân dê có sức nâng 63 tấn.
• Dãy khe thứ 2 đặt cửa phai sửa chữa dùng trong trường hợp sửa chữa
phai sự cố. Thao tác truyền động bằng cẩu chân dê.


• Dãy khe thứ 3 đặt phai sửa chữa sự cố dùng để bịt kín nước vào đường
hầm trong trường hợp có sự cố, truyền động bằng kích nâng thuỷ lực có
sức nâng 450 tấn.
Các thông số chính:

• Lưu lượng qua cửa nhận nước:

420m3/s;

• Kích thước phai sửa chữa RxC:

4,5 x 7 m;

• Kích thước phai sửa chữa sự cố RxC:

4x 7m;

• Kích thước lưới chắn rác RxC:

7,6x14m.

Hình 1.5 : Mô hình tuyến áp lực
1.4.5. Đường hầm dẫn nước vào
Công dụng: Dùng để dẫn nước từ CNN vào turbine của tổ máy. Trên đường hầm dẫn
nước có bố trí các tháp điều áp dùng để giảm áp lực lên van đĩa và cánh hướng cũng như bảo

vệ quá áp do quán tính của nước trong chế độ dừng bình thường cũng như dừng sự cố tổ máy
(giảm áp lực nước va đập). Ngoài ra còn đảm bảo lưu lượng nước trong chế độ liên tục thay
đổi công suất của tổ máy.
Cấu tạo và các thông số chính:


• Đoạn đường hầm chung của 2 tổ máy làm bằng bê tông cốt thép có
chiều dài:


Đường hầm số 1:

3797,5m,



Đường hầm số 2:

3784,5m



Đường kính:

7m.



Độ dày bêtông:

0,5m.

• Tháp điều áp có 2 buồng:


Buồng dưới kích thước:

13x20,5x55m.



Tháp điều áp trên kích thước:

13x14x118m.



Đường kính giếng nối 2 đường:

13m nghiêng 450.

• Đường ống dẫn nước vào turbine: Có 4 đường cho 4 tổ máy sau đoạn
đường hầm nghiêng 760 so với phương nằm ngang, tiếp theo là đoạn
nằm ngang và cuối cùng là ống nối để chuyển tiếp đường hầm từ D =
4,5m đến D = 3,6m. chiều dài đường hầm dẫn nước vào tổ máy (cả đoạn
nghiêng và nằm ngang).


Đường hầm số 1 dài 223,16m.



Đường hầm số 2 dài 227,36m.



Đường hầm số 3 dài 231,56m.



Đường hầm số 4 dài 235,76m .

1.4.6. Hầm ra hạ lưu
Công dụng: Dùng để dẫn nước thải của turbine ra hạ lưu. Trên mỗi đường hầm của tổ
máy có đặt các cánh phai hạ lưu dùng để chặn nước từ hạ lưu khi thực hiện sửa chữa turbine
của mỗi tổ máy.
Cấu tạo và các thông số chính:

• Có 4 đoạn đường hầm riêng cho 4 tổ máy sau khi ra khỏi van sửa chữa
ống xả thì 2 tổ máy nhập lại một đường hầm để ra hạ lưu và sau cùng có
đặt một cửa van sửa chữa cửa ra.
• Chiều dài từng đoạn của từng tổ máy


Tổ máy 1: 82m




Tổ máy 2: 86m



Tổ máy 3: 42,37m



Tổ máy 4: 52,44m

• Chiều dài đoạn ghép chung


Hầm 1: 120m



Hầm 2 : 155,87m

• Kích thước đường hầm


Đoạn từng tổ máy:

4,8x6,5m



Đoạn ghép chung:

6,0x10m

• Kích thước van sửa chữa ống xả là: 4,5x6,5m nâng bằng cẩu.
• Kích thước van sửa chữa cửa ra là: 6,0 x 10m nâng bằng xe nâng.
1.4.7. Gian máy
Công dụng: Dùng để bố trí các tổ máy thuỷ lực các thiết bị công nghệ phụ trợ cho sự
làm việc của tổ máy. Tại gian máy có bố trí 2 cẩu có sức nâng là 250/80+10 tấn với khẩu độ
17m để phục vụ lắp ráp các tổ máy và các thiết bị phụ trợ.
Kích thước gian máy:

• Rộng :

21m

• Dài :

118,5m

• Cao khối đào chính :

42m

• Sàn gian máy :

309,4m

1.4.8. Gian biến áp
Công dụng: Dùng để bố trí các máy biến áp lực 500kV, các máy biến áp tự dùng,
MBA dự phòng và các thiết bị phụ trợ cho sự làm việc của máy biến áp, các thiết bị điện của
hệ thống điện tự dùng.
Kích thước gian biến áp:

• Rộng :

15m


• Dài :

164,15m

• Cao khối đào chính :

22m

• Sàn gian biến áp :

332m

1.4.9. Trạm chuyển tiếp
Công dụng: Dùng để bố trí các dao cách ly 500kV nối từ tuyến cáp dầu áp lực 500kV
đến trạm phân phối 500kV. Ngoài ra còn bố trí các chống sét van và các máy biến dòng
500kV.
Vị trí nằm ở cao độ 352,0m.
1.4.10. Trạm phân phối 500kV
Công dụng: Dùng để bố trí các máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa 500kV nối từ trạm
chuyển tiếp của nhà máy đưa ra 2 đường dây đi đến trạm 500 Pleiku. Ngoài ra còn bố trí các
chống sét van, các máy biến dòng, biến điện áp 500kV và các thiết bị phụ trợ phục vụ trạm.
Vị trí nằm ở cao độ 550,0m
Kích thước: 99,5 x 165,5m.

Hình 1.6 : Mặt cắt dọc gian máy
1.5.

CÁC SƠ ĐỒ CỦA NHÀ MÁY

1.5.1. Sơ đồ nối điện chính NMTĐ Ialy.


Vài nét chính về sơ đồ điện của nhà máy:

• Nhà máy thủy điện có công suất 720MVA với 4 tổ máy, điện áp đầu cực
máy phát 15,75kV.
• Nhà máy là nhà máy ngầm và được nâng áp lên 500kV để nối vào lưới
điện quốc gia qua trạm 500kV Pleiku với hai tuyến đường dây song
song, khi sự cố hoặc sửa chữa một đường dây thì đường dây còn lại
cũng có khả năng truyền tải hết công suất của nhà máy.
• Tổ máy nối theo sơ đồ nối bộ máy phát-máy biến áp.
• Máy biến áp chính gồm 3 máy biến áp 1 pha đấu theo sơ đồ Y0/Δ-11 đặt
trong hầm.
• Đầu ra máy biến áp chính được nối qua đường cáp dầu 500kV, đây là
đoạn cáp dầu để truyền tải công suất từ trong hầm ra ngoài trời và nối
khối hai máy với nhau để đưa lên trạm chuyển tiếp nằm nổi trên nhà
máy (trạm trung gian giữa nhà máy ngầm và đường dây trên không, có
các đầu nối cáp dầu 500kV).
• Có 2 máy biến áp tự dùng chính TD1B và TD4B nối vào tổ máy 1 và tổ
máy 4 .
• Dùng sơ đồ tự kích thyristor qua máy biến áp TE nối ngay đầu cực máy
phát.
• Trạm 500kV nhà máy được nối theo sơ đồ tứ giác.
• Chức năng chính của nhà máy trong hệ thống điện là vận hành phủ đỉnh

trong mùa khô và là nhà máy nền trong mùa mưa. Ngoài ra nhà máy
thuỷ điện IALY còn đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều chỉnh
điện áp trên hệ thống truyền tải 500kV của Việt Nam, vì nhà máy thuỷ
điện Ialy là nối lên đoạn giữa của đường dây 500kV tại trạm 500kV
Pleiku.
• Máy phát, máy cắt khí đầu cực, TI, dao cách ly, cáp dầu 500kV và máy


biến áp do UKRAINA chế tạo.
• TU, chống sét van, máy cắt 500kV của G7 chế tạo.
• Hệ thống điều khiển của nhà máy thuỷ IALY là do hãng SIEMENT
cung cấp.
1.5.2. Sơ đồ tự dùng xoay chiều 6,3kV; 0,4 kV
Hệ thống điện tự dùng nhà máy thủy điện Ialy bao gồm có 1 trạm hợp bộ 6,3kV đặt ở
gian biến áp và các trạm hợp bộ tự dùng cấp 0,4kV: THB1, THB2, THB3, THB4 cung cấp
điện tự dùng cho các tổ máy. THB5 và THB7 đặt ở gian biến áp cung cấp điện cho các phụ
tải chung của nhà máy và của gian biến áp. Các trạm hợp bộ THB6, THB8, THB9, THB10,
THB11, THB12 lần lượt được lắp đặt để cung cấp điện tự dùng cho các phụ tải ở nhà sản
xuất, trung tâm thông gió, trạm OPY 500kV, cửa nhận nước, đập tràn, nhà AK.
Tự dùng cấp điện áp 6,3kV:
TPP 6,3kV bao gồm các phương thức vận hành cơ bản sau:

• Phương thức 1: Các MC610, MC620 "Đóng", DCL 673-7 "Đóng". MC
640 “Đóng”, 630 "Cắt" đặt ABP dự phòng tự động. Hai phân đoạn TPP
6,3kV làm việc độc lập với nhau. (Phương thức làm việc bình thường).
• Phương thức 2: MC610, MC630, MC 640 "Đóng", MC620”Cắt”. Hai
phân đoạn làm việc trên 1 MBA TD1B. (Phương thức làm việc 1 phân
đoạn).
• Phương thức 3: MC620, MC630, MC 640 "Đóng", MC610”Cắt”. Hai
phân đoạn làm việc trên 1 MBA TD4B. (Phương thức làm việc 1 phân

đoạn).
Tự dùng cấp điện áp 0,4kV:

• THB1, THB2, THB3, THB4: Cung cấp tự dùng cho các tổ máy, phân
đoạn 1 được lấy từ đầu cực MF qua các MBA TD1, TD2, TD3, TD4.
Phân đoạn 2 được lấy từ THB5. Phương thức vận hành bình thường là
hai phân đoạn làm việc độc lập.


• THB5: Để cung cấp tự dùng chung cho nhà máy được lấy từ hai phân
đoạn TPP 6,3KV qua MBA TD51 và TD52. MC405 là MC nối giữa 2
phân đoạn. Ngoài ra THB5 được cấp điện từ trạm Diesel. Diesel được
nối vào 2 phân đoạn qua MC453 và MC454 bình thường các MC này ở
trạng thái dự phòng tự động. Phương thức vận hành bình thường là hai
phân đoạn làm việc độc lập.
• THB6: Cung cấp tự dùng cho nhà sản xuất được lấy điện từ TPP 6,3KV
qua MBA TD61, TD62. Phương thức vận hành bình thường là hai phân
đoạn là việc độc lập.
• THB7: Cung cấp tự dùng cho gian biến áp được lấy điện từ TPP 6,3KV
qua MBA TD71, TD72. Phương thức vận hành bình thường là hai phân
đoạn làm việc độc lập.
• THB8: Cung cấp tự dùng cho trung tâm thông gió được lấy điện từ KPY
6,3kV qua MBA TD81, TD82. Phương thức vận hành bình thường là hai
phân đoạn làm việc độc lập.
• THB9: Cung cấp tự dùng cho trạm OPY 500kV được lấy điện từ KPY
6,3kV qua MBA TD91, TD92. Phương thức vận hành bình thường là hai
phân đoạn làm việc độc lập.
• THB10: Cung cấp tự dùng cho cửa nhận nước được lấy điện từ KPY
6,3kV qua MBA TD10-1, TD10-2. Phương thức vận hành bình thường
là hai phân đoạn làm việc độc lập.

• THB11: Cung cấp tự dùng cho đập tràn được lấy điện từ KPY 6,3kV
qua MBA TD11-1, TD11-2. Phương thức vận hành bình thường là hai
phân đoạn làm việc độc lập.
• THB12: Cung cấp tự dùng cho Nhà quản lý hành chính AK được lấy
điện từ KPY 6,3kV qua MBA TD12.
• Phương thức vận hành bình thường của trạm Diezel là dự phòng tự
động: Thanh cái BMD của trạm Diesel được cấp điện liên tục từ -Q120


của THB8 hoặc Q139 THB6. Áptômát - Q101 của trạm Diezel, 453, 454
của THB5 ở trạng thái dự phòng tự động.
1.5.3. Sơ đồ tự dùng một chiều của nhà máy

• Hệ thống một chiều của nhà máy thủy điện Ialy có cấp điện áp 220V. Sơ
đồ phân phối ở tủ (1BUA01 - 1BUA07) ở cao trình 327 thuộc gian biến
áp. Tủ phân phối có 2 phân đoạn, mỗi phân đoạn có 3 thanh cái 1 thanh
dương và 2 thanh âm (+EB, -EB) và giữa hai phân đoạn có các cầu dao
phân đoạn.
• Nguồn cấp cho hệ thống một chiều được lấy từ 3 bộ chỉnh lưu. Hai bộ
nối vào 2 phân đoạn còn 1 bộ dùng để dự phòng cho 2 phân đoạn. Ngoài
ra để đảm bảo cung cấp điện liên tục ở tủ phân phối có lắp 3 bộ acquy
BTA11, BTA21 loại OGI18-GL-LA, BTA31 ắc quy khô dự phòng sửa
chữa đặt ở cao trình 327 gian biến áp. BTA11, BTA21 mỗi bộ acquy có
108 bình và được tính toán cung cấp đầy đủ cho tất cả các phụ tải tự
dùng một chiều của nhà máy.
• Mỗi acquy có 2 nấc chuyển đổi bằng cầu dao S4 và S10:


Nấc 108 bình dùng để phụ nạp thường xuyên và làm việc song song
với tủ nạp.



Nấc 100 bình dùng để cấp cho các phụ tải.

• Nguồn lực cấp cho 3 bộ nạp được lấy ở THB5 tủ BKD03 và BKD04.
• Phương thức vận hành bình thường, 2 phân đoạn làm việc độc lập. Mỗi
phân đoạn làm việc với một bộ nạp và một bộ acquy còn một bộ nạp và
một ắc quy dùng để dự phòng sửa chữa.
• Các phụ tải quan trọng đều được lấy từ 2 phân đoạn và gồm có các phụ
tải như:


Cấp nguồn điều khiển, bảo vệ cho các tổ máy.



Cấp nguồn cho hệ thống điều khiển trung tâm.



Cấp nguồn đảm bảo và liên tục cho hệ thống thông tin liên lạc.



Cấp nguồn cho kích thích ban đầu tổ máy.




Cấp nguồn điều khiển, bảo vệ cho các máy cắt đầu cực và các trạm hợp
bộ.



Cấp nguồn cho hệ thống điều khiển MHY và máy nén khí.



Cấp nguồn cho chiếu sáng sự cố.

CHƯƠNG II
CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG KÍCH TỪ

TIÊU CHUẨN CỦA ĐIỆN NĂNG



Tiêu chuẩn của điện năng là điện áp và tần số.
Khi phụ tải thay đổi, dẫn đến tần số và điện áp nguồn sẽ thay đổi theo, nếu
không có những bộ tự động điều tần, tự động điều áp thì hệ thống điện sẽ mất ổn
định.
2.1. MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ
2.1.1. Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ
Hệ thống kích từ cung cấp dòng điện kích từ (dòng điện không đổi) vào dây
quấn kích từ sẽ tạo nên từ trường rotor. Khi quay rotor bằng động cơ sơ cấp, từ
trường của rotor sẽ cắt dây quấn phần ứng stator và cảm ứng sức điện động xoay
chiều hình sin, có trị số hiệu dụng là :
Eo = 4,44.f.W1.kdq.Φ o
Trong đó :

Eo : S.đ.đ. pha
W1: Số vòng dây một pha
kdq : Hệ số dây quấn
Φo : Từ thông cực từ rotor.
Nếu rotor có p đôi cực, khi rotor quay được một vòng, s.đ.đ. phần ứng biến
thiên p chu kì. Do đó, nếu tốc độ quay của rotor là n (v/s), tần số f của s.đ.đ. là :


f = p.n
Nếu tốc độ quay của rotor là n (v/ph) thì :
f = p.n/60
Dây quấn ba pha stator có trục lệch nhau trong không gian một góc 120 o
điện, cho nên s.đ.đ. các pha lệch nhau góc pha 120o.
Khi dây quấn stator nối với tải, trong các dây quấn sẽ có dòng điện 3 pha.
Dòng điện 3 pha trong dây quấn sẽ tạo nên từ trường quay, với tốc độ:n 1 = 60.f/p,
đúng bằng tốc độ n của rotor.
2.1.2. Phương trình điện áp của máy phát điện
Khi máy phát điện làm việc, từ trường cực từ Φ o sinh ra s.đ.đ. Eo ở dây
quấn stator. Khi máy có tải sẽ có dòng điện I và điện áp U trên tải. Ở máy cực lồi
vì khe hở dọc trục và ngang trục khác nhau nên ta phải phân tích ảnh hưởng của
phản ứng phần ứng theo hướng dọc trục và ngang trục.
Từ trường phản ứng phần ứng ngang trục tạo nên s.đ.đ. ngang trục :
.

.

E uq = − j. I q . x uq
Trong đó Xuq là điện kháng phản ứng phần ứng ngang trục.
Từ trường phản ứng phần ứng dọc trục tạo nên sđđ dọc trục :
.

.

E ud = − j. I d. x ud
Trong đó Xud là điện kháng phản ứng phần ứng dọc trục.
Kết quả là ở đây phương trình cân bằng suất điện động có dạng:
.

.

.

.

.

U = E o + E ud + E uq − I(ru + j.x ut )
.

.

.

.

U = E o − j. I d . x ud − j. I q . x uq − j. I .x ut − I ru
.

(1)

Với − j. I .x ut do từ thông tản của dây quấn stator sinh ra được đặc trưng bởi