ĐỒ án tốt NGHIỆP kỹ sư KHOA THỦY điện PHẦN 4

Đồ án tốt nghiệp

Thuỷ điện Iapuch3

Phần V
NHà máy thủy điện
5.1 Khái niệm Nhà máy thủy điện
5.1.1 Khái niệm chung.
Nhà máy thuỷ điện (NMTĐ) là công trình thủy công, trong đó bố trí các thiết bị
động lực (Turbin, máy phát điện) và hệ thống các thiết bị phục vụ cho sự làm việc
bình thờng của các thiết bị chính nhằm sản xuất điện năng cung cấp cho các hộ
dùng điện. Hay có thể nói NMTĐ là một xởng sản xuất ra điện năng nơi mà năng lợng của dòng nớc đợc biến thành cơ năng ở trục tuabin làm quay trục máy phát để
phát điện ở đầu ra của máy phát.
Trong NMTĐ ngoài các thiết bị động lực chủ yếu nh: tuabin, máy phát, còn có
thêm các thiết bị phụ để đảm bảo vận hành an toàn cho các thiết bị chính và hệ
thống các thiết bị điện khác nh : thiết bị điều khiển tự động, thiết bị bảo vệ, thiết bị
đo lờng kiểm tra, thiết bị phân phối , máy biến thế, xởng sửa chữa và thí nghiệm...
Tất cả các thiết bị trên phải bố trí một cách hợp lý, thuận tiện, hiệu quả cao giảm
nhỏ chi phí đầu t.
Kết cấu NMTĐ đợc chia làm hai phần:
Phần dới nớc (Khối bê tông phía dới): đợc tính từ cao trình đáy móng đến cao
trình sàn nhà máy. Khối dới nớc bố trí Turbin, buồng xoắn , ống hút, các hệ thống
thiết bị phụ
Phần trên nớc (Khối trên nớc): tính từ cao trình sàn nhà máy đến mái nhà máy.
Phần trên nớc bao gồm gian máy và gian lắp ráp-sửa chữa, gian máy bố trí máy
phát điện, thùng dầu áp lực và tủ điều tốc turbin
5.1.2 Nhà máy thủy điện Iapuch 3
Nhà máy thủy điện Iapuch 3 nằm bên bờ phải của sông Iapuch cùng với tuyến
năng lợng. NMTĐ nằm trên vùng địa chất tốt, ổn định, vị trí này địa hình thoải độ
dốc nhỏ thuận tiện để làm đờng giao thông vào nhà máy. NMTĐ Iapuch 3 đã đợc
chọn ở các phần trớc là NMTĐ đờng dẫn.

5.2Khối dới nớc
5.2.1 Khái niệm
Khối dới nớc (KDN) của nhà máy đợc tính từ cao trình sàn nhà máy trở xuống,
đây là phần chính của nhà máy. ở phần này bố trí công trình dẫn nớc, buồng Tuabin,
ống hút và một số thiết bị phụ khác của nhà máy. Khối dới của nhà máy chịu tất cả
các tải trọng chính (tải trọng tĩnh, tải trọng động, trọng lợng các thiết bị và các cấu
kiện trên của nhà máy).
Điều kiện địa chất của nền móng có ảnh hởng rất lớn đến kích thớc và hình dạng
phần dới nớc của nhà máy. Do sự phụ thuộc vào kiểu nhà máy và các thiết bị động
lực trong nhà máy mà phần kết cấu của nhà máy cũng khác nhau. Đối với trạm thuỷ
điện ngang đập, phần dới nớc của nhà máy ngoài phần Tuabin và ống xả còn phần
cửa lấy nớc kết hợp với nhà máy cùng các thiết bị. TTĐ sau đập phần cửa lấy nớc
tách khỏi nhà máy, nớc dẫn đến Tuabin bằng đờng ống áp lực. NMTĐ Iapuch 3 là
máy kiểu đờng dẫn nên nớc đợc dẫn vào nhà máy bằng tuyến đờng ống áp lực.
ở phần dới nớc của nhà máy bố trí hệ thống các thiết bị phụ đủ đảm bảo sự làm
việc bình thờng của nhà máy và các thiết bị khác nh: Hệ thống cung cấp dầu mỡ, hệ
thống cung cấp nớc kỹ thuật, hệ thống thoát nớc của tổ máy, hệ thống thoát nớc của
nhà máy. Do nhà máy xây dựng trên nền đá nên phần dới nớc đơn giản hơn, giảm đợc độ dày của bản đáy, giảm đợc cốt thép gia cố nền, dẫn đến giảm chi phí đầu t.
- Trang 94 -


Đồ án tốt nghiệp

Thuỷ điện Iapuch3

Do TTĐ dùng buồng xoắn kim loại, vỏ buồng xoắn chịu tất cả các áp lực nớc do
đó giảm đợc sự gia cố bê tông cốt thép của các bộ phận dới nớc, giảm đợc kích thớc
khối dới nớc.
5.2.2 Xác định các cao trình.
Kích thớc KDN của nhà máy thuỷ điện quyết định bởi đờng kính bánh xe công

tác của Tuabin, độ cao hút nớc HS, hình dạng và kiểu của buồng xoắn và ống hút.
Ngoài ra điều kiện địa chất cũng ảnh hởng lớn đến kết cấu và kích thớc KDN của
nhà máy.
Cao trình lắp máy ( lm )
Cao trình lắp máy là cao trình đặt trung tâm cánh hớng nớc. Cao trình lắp máy
đã đợc xác định trong phần thiết bị:
5.2.2.1

lm = 276,3 (m)
5.2.2.2

Cao trình đáy ống hút ( đôh)
đôh = lm - h -

b0
2

Trong đó:
b0 : Chiều cao cánh hớng nớc, b0 = 0,2 (m)
h: Chiều cao ống hút, đợc xác định trong phần thiết bị h = 2,5 m
Vậy:
đôh = 276,3 2,5 5.2.2.3

0,2
= 273,7 (m)
2

Cao trình miệng ống hút ( Môh)

Môh = đôh + h5

Trong đó: h5: Chiều cao cửa ra ống hút, h5 = 1,31 (m).
Môh = 273,7 + 1,31 = 275,01 (m).
Miệng ống hút phải ngập dới mực nớc hạ lu nhỏ nhất tối thiểu là 0,5 m để tránh
không khí lọt vào ống hút. Cao trình mực nớc hạ lu min đợc xác định trong phần
thủy năng là Zhl min= 275,5 (m). Vậy điều kiện ngập ống hút với mực tối thiểu thỏa
mãn.
5.2.2.4

Cao trình đáy móng nhà máy ( Móng)

Móng = đôh - t
Trong đó:
t : Chiều dày lớp bảo vệ đáy móng. Chiều dày này phụ thuộc vào địa
chất nơi đặt nhà máy và kích thớc, khối lợng công trình. Do nhà máy Iapuch3
đợc đặt trên đá bazan chắc chắn và kích thớc nhà máy không lớn nên ta chọn t
= 0,8m.
Móng = 273,7 0,8 = 272,9 (m)
5.2.2.5

Cao trình sàn Tuabin ( STB)
STB= lm + max +a

- Trang 95 -


Đồ án tốt nghiệp

Thuỷ điện Iapuch3

Trong đó:

max : bán kính tiết diện cửa vào ( ứng với = 345 0 ), max =0,475 (m).

a: độ dày của lớp bê tông bao ngoài buồng xoắn, a= 0,5 m
STB= 276,3 + 0,475 + 0,4 = 277,175 (m) 277,17 (m)
5.2.2.6

Cao trình máy phát ( LMF ).

LMF = STB + h1 + h2
Trong đó:
h'1: Chiều cao cửa vào giếng để có thể đặt đợc các thiết bị trên sàn Tuabin
và ngời đi lại đợc, chọn h1 = 2,2 (m)
h2: Khoảng cách từ đỉnh cửa ra vào đến LMF, phụ thuộc vào chiều dày lớp
bê tông đỡ giá chữ thập dới , chọn h'2 = 1,0 (m).
LMF = 277,17 + 2,2 + 1 =280,37 (m)
Cao trình đáy Stator (cao trình máy phát) phải đảm bảo cao hơn mực nớc hạ lu
lớn nhất để máy phát không bị ngập. Tiến hành kiểm tra hạ lu ứng với QLKT=1545
m3/s, ta có HLmax=284,04 m. Nh vậy nếu đặt cao trình Stator lên cao trên mực nớc
hạ lu lớn nhất thì trục tổ máy dài không có lợi cho tính ổn định khi vận hành, chiều
cao phần dới nớc tăng lên, khối lợng bê tông sẽ tăng nhiều. Ta nên sử dụng biện
pháp công trình là xây tờng ngăn chống thấm phía hạ lu và trên cơ sở đó mới hạ đợc
cao trình đặt máy xuống.
Cao trình sàn nhà máy ( SNM)
Phần Stator máy phát đợc bố trí chìm dới mặt sàn (máy phát kiểu kín), giá chữ thập trên và
chóp máy phát bố trí nổi trong gian máy.
5.2.2.7

SNM = LMF + hst = 280,37 + 1,55 = 281,92 (m).
hst: chiều cao stator đã đợc xác định ở phần thiết bị, hst= 1,55 m.

5.3kích thớc khối trên nớc
5.3.1 Khái niệm.
Phần trên nớc của nhà máy kể từ sàn máy phát trở lên, có thể bố trí máy biến áp,
thùng dầu áp lực, cầu trục...Kết cấu và kích thớc phần trên nớc của nhà máy thủy
điện có liên quan chặt chẽ đến việc bố trí các thiết bị trong gian máy. Phần phía bên
trên nhà máy có thể dùng các hình thức: nhà máy kín, nhà máy hở, nhà máy nửa hở.
Điều kiện khí hậu Việt Nam nóng ẩm ma nhiều nên áp dụng nhà máy kiểu kín.
Với nhà máy kiểu kín thì sẽ có kết cấu phức tạp , thời gian thi công dài hơn và giá
thành đắt hơn các nhà máy kiểu hở, nửa hở song có u điểm là điều kiện vận hành
thuận lợi, làm việc trong mọi điều kiện thời tiết.
Tất cả các thiết bị bố trí trong nhà máy phải nằm trong phạm vi làm việc của cầu
trục. Nếu nh ở gian lắp ráp tiến hành sửa chữa máy biến áp thì phải nghiên cứu sử
dụng cầu trục chính của nhà máy tránh bố trí thêm cầu trục phụ. Chiều cao và chiều
rộng của gian máy quyết định bởi kích thớc của các thiết bị bố trí trong gian máy,
điều kiện thi công, phơng thức và lắp ráp sửa chữa các thiết bị trong gian máy và
gian sửa chữa.
Kết cấu chịu lực của nhà máy bao gồm các hệ thống cột và dầm, ở những vị trí
đặt khớp lún thì phần trên của nhà tách riêng ra.
- Trang 96 -


Đồ án tốt nghiệp
5.3.2

Thuỷ điện Iapuch3

Xác định các cao trình phần trên nớc.

Cao trình gian lắp ráp ( SLR)
Khi tiến hành lắp ráp các thiết bị chủ yếu trong nhà máy thì những bộ phận thiết

bị đó đợc chuyển từ nơi sản xuất đến và đợc chuyên chở bằng đờng ô tô. Khi thiết kế
nhà máy cao trình sàn lắp ráp cùng với cao trình sàn máy phát (SNM=282,05 m) và
cao trình đờng giao thông từ ngoài vào nhà máy. Do mực nớc lũ ứng với P= 0,2% là
LKT=284,04 m nên yêu cầu đờng giao thông phải cao hơn mực nớc này. Sơ bộ lấy
cao trình đờng giao thông vào nhà máy ở cao trình 284,5 m. Nh vậy ta thấy cao trình
đờng giao thông ở cao hơn cao trình sàn nhà máy, trong thiết kế ta lấy cao trình sàn
lắp ráp bằng cao trình đờng giao thông để tiện vận chuyển máy móc vào nhà máy.
5.3.2.1

SLR= 284,5 m
Cao trình lắp cầu trục ctr
Cao trình lắp cầu trục là cao trình tính đến đỉnh đờng ray cầu trục. Thông thờng
khoảng cách chiều cao từ sàn máy phát đến ray cầu trục phụ thuộc vào kích thớc vật
cẩu và phơng thức cẩu. Có 2 phơng thức cẩu:
5.3.2.2

Cẩu bên: Vật cẩu di chuyển ở một bên máy phát, nó có u điểm là giảm đợc chiều cao nhà máy, nhng có nhợc điểm làm cho chiều rộng của nhà máy
tăng.
Cẩu đỉnh: Vật cẩu di chuyển trên đỉnh máy phát. Có u điểm là giảm đợc
chiều rộng nhà máy, nhng có nhợc điểm là làm tăng chiều cao nhà máy.
Tuy nhiên do cao trình sàn lắp ráp cao hơn cao trình sàn nhà máy nên phơng
thức cẩu sẽ là cẩu đỉnh, nhng vật cẩu sẽ đợc cẩu cao lên hẳn nên không bị ảnh hởng
của chóp tổ máy khác. Ta chỉ xem xét đến cao trình sàn lắp ráp và chiều dài lớn nhất
của vật cần cẩu để xác định cao trình lắp cầu trục.
Xác định chiều dài lớn nhất của vật cần cẩu:
Chiều dài Rôto và trục (Chiều dài tính từ mặt bích đên đỉnh trục)
Lmax1 = L + hSt + L
Trong đó:
L: Chiều dài của trục tính từ mặt bích đến đáy Rôto.
L= c + h2 + a= 0,8 + 0,12 + 0,2 = 1,12 (m)

c: Khoảng cách từ giá chữ thập dới (phía dới) đến mặt bích, c= 0,8m
a: Khoảng cách từ giá chữ thập dới (phía trên) đến rôto, a= 0,2 m.
h2: Chiều cao giá chữ thập dới, h2= 0,12 m.
L: Chiều dài của trục phía trên Rôto.
L= h1 + h3 + h0 = 0,3 + 0,3 + 0,4 = 1,0 (m)
h1: chiều cao của giá chữ thập trên, h1= 0,3 m.
h0: chiều cao của chóp, h0= 0,3 m.
h3: chiều cao ổ trục chặn, h3= 0,3 m.
Nh vậy:
Lmax1 = 1,12 + 1,55 + 1,0 = 3,67 (m)
Chiều dài bánh xe công tác và trục (tính đến mặt bích).
Lmax2 = H + htrục
Trong đó:
H: chiều cao của bánh xe công tác.
- Trang 97 -


Đồ án tốt nghiệp

Thuỷ điện Iapuch3

H= 0,19D1 + 0,055D1 + b0 = 0,445 (m)
htrục: chiều dài trục tính từ mặt bích đến bánh xe công tác.
htrục= mặt bích - LM -

b0
2

mặt bích: cao trình mặt bích.
mặt bích= LMF L= 280,37 1,12 = 279,25 (m)

htrục= 279,25 276,3 0,1 = 2,85 (m)
Nh vậy:
Lmax2= 0,445 + 2,85 = 3,295 (m)
Chiều cao của máy biến áp:
Lmax3= hMBA = 4,19 (m)
So sánh chọn chiều dài lớn nhất trong hai trờng hợp trên
Lmax= max( Lmax1,Lmax2,Lmax3)= 4,19 (m)
Cao trình lắp cầu trục:
ctr= SLR + Lmax + hm + ld + a
Trong đó:
Lmax:chiều dài lớn nhất của vật đợc cẩu, Lmax= 4,19 (m).
hm: chiều cao tính từ đỉnh đờng ray đến móc cầu trục, hm= 0,4 m
ld: chiều dài của dây, ld= 1,0 m.
a: khoảng cách an toàn, a= 0,5 m
ctr= 284,5 + 4,19 + 0,4 + 1,0 + 0,5 = 290,59 (m) 290,6 (m)
Cao trình trần nhà máy Tr
Cao trình trần nhà máy là khoảng cách từ ray cầu trục đến trần nhà máy, cao
trình này phụ thuộc vào kích thớc cầu trục và xe cẩu.
5.3.2.3

Tr = CTr + HCTr +
Trong đó:
HCTr: Chiều cao cầu trục HCTr = 2,75 (m)
: Chiều cao an toàn từ đỉnh xe lăn đến trần nhà máy, chọn = 0,5 m.
Tr = 290,6 + 2,75 + 0,5 = 293,85 (m).
5.3.2.4

Cao trình đỉnh nhà máy ( ĐNM)
ĐNM = Tr + hmái

Trong đó:
hmái: chiều cao của mái, mái đợc chọn là mái tôn, sơ bộ chọn hmái= 1,7 m
ĐNM = 293,85 + 1,7 = 295,55 (m)

- Trang 98 -


Đồ án tốt nghiệp

Thuỷ điện Iapuch3

5.4Xác định kích thớc mặt bằng nhà máy
Chiều dài của một tổ máy (lTM)
5.4.1
Chiều dài đoạn tổ máy là khoảng cách giữa hai tim tổ máy liền kề nhau. Nó phụ
thuộc vào kích thớc buồng xoắn, ống hút, bánh xe công tác và máy phát.
Xác định lTM theo kích thớc buồng xoắn (phần dới nớc) :
Da

+ 2 max + a ì 2
2


lTM1 =

Trong đó:
Da: đờng kính ngoài của vòng bệ, Da=1,9 (m)
max : bán kính tiết diện cửa vào ( ứng với = 345 0 ), max =0,475 (m)

a: độ dày của lớp bê tông bao ngoài buồng xoắn, a= 0,5 m

1,9
lTM1= + 2 ì 0,475 + 0,5 ì 2 = 4,8 (m)
2



Xác định lTM theo kích thớc hố máy phát (phần trên nớc):
lTM2 = Dh + 2
Trong đó:
Dh : Đờng kính hố máy phát, Dh = 4,13 (m)
2 : Bề rộng để đi lại, lấy 2 = 1,87 (m)
lTM2 = 4,13 + 1,87 = 6,0 (m).
Từ hai kết quả trên ta lấy lTM =max(lTM1;lTM2) = 6,0 (m).
Chiều dài của gian lắp ráp
5.4.2
Kích thớc gian lắp ráp cố định là dựa vào yêu cầu cùng một thời gian sửa chữa
hoặc lắp ráp một tổ máy (khi tổ máy TTĐ ít hơn 10) hoặc hai tổ máy (khi tổ máy
TTĐ lớn hơn 10). Chiều dài gian lắp ráp sửa chữa lLR xác định trên cơ sở kích thớc
của tất cả các thiết bị một tổ máy đặt lên nó. Theo kinh nghiệm ta có, chiều dài gian
lắp ráp là:
lLR= ( 1,1 ữ 1,5 ) lTM =( 1,1 ữ 1,5 ) ì 6,0 = (6,6 ữ 9,0) m
Trên cơ sở bố trí thực tế các thiết bị ở gian lắp ráp ta chọn chiều dài gian lắp ráp
là lSLR=8,4 (m)
Chiều dài của nhà máy (LNM)
5.4.3
Chiều dài nhà máy là tổng chiều dài của các khối máy, chiều dài của gian lắp
ráp, đoạn tăng thêm ở tổ máy cuối cùng.
LNM= n.lđ + lLR + l + lcth
Trong đó:
LTM: chiều dài của 1đoạn tổ máy, lTM=6,0 (m)

n: số tổ máy, n= 2
lLR: chiều dài gian lắp ráp, lLR= 8,4 (m)
lcth: chiều dài để bố trí cầu thang và lối đi từ sàn lắp ráp xuống sàn nhà
máy, chọn lcth=4,4 m.
- Trang 99 -


Đồ án tốt nghiệp

Thuỷ điện Iapuch3

l: chiều dài tăng thêm ở tổ máy cuối cùng để cần trục cẩu đợc toàn
bộ thiết bị tổ máy cuối cùng, nó phụ thuộc bề ngang của cầu trục.
Chọn l = 0 (m), do đã bố trí khoảng cách để đặt cầu thang.
LNM= 2 ì 6,0 + 8,4 + 4,0 = 24,4 (m)
Chiều rộng nhà máy (Bnm):
5.4.4
Chiều rộng nhà máy phụ thuộc vào kích thớc, phơng thức bố trí máy phát, các
thiết bị điều chỉnh, bảng điện bên máy và các thiết bị khác đợc bố trị trong gian
máy. Các thiết bị này phải nằm trong phạm vi thao tác của cầu trục.
Chiều rộng nhà máy (tính ở cầu trục):
B= LK + 2.t + 2.d
Trong đó:
LK: Khoảng cách giữa hai tim đờng ray của cầu trục. Đối với cầu trục có
tải trọng 30(T) thì LK= 10,5 m
t': chiều dày tờng nhà máy bằng 0,2 (m)
d: khoảng cách từ tim ray cầu trục đến tờng nhà máy bằng 0,3 (m).
B= 10,5 + 2 ì 0,2 + 2 ì 0,3 = 11,5 m
Chiều rộng nhà máy (tính ở SNM):
B= Dh + 2lđl + 2t

Trong đó:
Dh: Đờng kính của hố máy phát, Dh= 4,13 (m)
lđl: chiều rộng để đi lại và bố trí thiết bị điều chỉnh, bảng điện, các thiết
bị khác bố trí trong gian máy, sơ bộ chọn lđl= 2,5 (m)
t: chiều dày tờng nhà máy (ở phía sới sàn nhà máy, không tính đến cột
BTCT), t= 0,2 m
B= 4,13 + 2 ì 2,5 + 2 ì 0,20= 9,33 (m)
Nh vậy cầu trục có độ dài lớn hơn chiều rộng yêu cầu (B), nên ta phải cắt bỏ
nhịp cầu trục LK cho phù hợp kích thớc nhà máy. Nhịp cầu trục chỉ có thể cắt bỏ
từng mét dài một, nên ta lấy nhịp cầu trục L K=10,5 m cắt bỏ đi 1 m dài của nhịp cầu
trục. Chiều rộng của nhà máy sẽ là:
BNM= 9,5 + 2 ì 0,2 + 2 ì 0,3 = 10,5 (m)
Một số kích thớc phần trên nhà máy.
5.4.5
Trong quá trình vận hành nhà máy chịu rất nhiều lực tác dụng. Lực rung động do
tổ máy vận hành gây nên, áp lực phía hạ lu, lực động đất do đó nhà máy phải có kết
cấu vững chắc và ổn định . Do phạm vi đồ án không đi sâu vào kết cấu nhà máy nên ta
chọn sơ bộ nh sau:
Cột nhà máy.
5.4.5.1
Cột nhà máy làm bằng bê tông cốt thép bố trí dọc nhà máy đặt cùng với tờng,
cột có nhiệm vụ đỡ dầm cầu trục, ngoài ra còn làm khung nhà máy tăng thêm độ
vững chắc cho tờng. Kích thớc cột :
+ Cột có kích thớc (0,6 x 0,4) m
+ Chiều cao tai đỡ
h1 = 0,7 m.
- Trang 100 -


Đồ án tốt nghiệp

Thuỷ điện Iapuch3

+ Đoạn vát
h2 = 0,3 m.
+ Bề rộng tai đỡ
b = 0,3 m.
Dầm cầu trục
5.4.5.2
Dầm đợc đặt trong tai đỡ cầu trục cao trình bằng cao trình dầm đỡ cầu trục chạy
dọc theo nhà máy, là dầm liên tục có kích thớc nh sau. Chiều rộng cánh B = 0,3 m,
chiều cao dầm bằng 0,5 m.
Đờng ray đỡ cầu trục.
5.4.5.3
Đờng ray đặt cố định vào dầm có chiều cao, chiều rộng đủ để cho bánh xe cầu
trục ăn khớp và chạy trên nó, đờng ray có hình dạng chữ I chạy dọc theo nhà máy.
Kích thớc cửa ra vào, cửa sổ.
5.4.5.4
Để đi lại thuận tiện từ phòng này sang phòng khác, ta bố trí các cửa đi lại cho
từng phòng với kích thớc cửa khác nhau. Cửa chính vào gian lắp ráp rộng 5,5x4,5 m.
Gian lắp ráp có cửa thông sang xởng cơ khí và phòng điều khiển trung tâm, các cửa
này có kích thớc chung là 2,7x1,5 m. Để thoáng mát và tăng thêm ánh sáng cho nhà
máy ta bố trí các cửa sổ đợc bố trí nh trên bản vẽ.
Tờng nhà máy.
5.4.5.5
Tờng nhà máy xây gạch dày 0,22 m. Để tăng tính vững chắc thì tờng đợc dằng
vào các cột của nhà máy bằng các các đoạn thép ngàm vào cột.
5.5các Phòng phụ
Khi thiết kế nhà máy thuỷ điện, ngoài việc bố trí nhà máy chính ta cần phải bố
trí nhà phụ để phục vụ cho quá trình vận hành của nhà máy thuỷ điện. Nhà phụ gồm

các phòng chứa các thiết bị nh: Phòng điều khiển trung tâm, hệ thống dầu, các thiết
bị phân phối điện, hệ thống thiết bị kiểm tra đo lờng hệ thống thông tin tín hiệu...
Nguyên tắc chung là bố trí các thiết bị phụ phải thoả mãn yêu cầu vận hành an toàn,
thuận tiện và không đợc làm tăng kích thớc phần dới nớc nhà máy.
Phòng điều khiển trung tâm
5.5.1
Phòng điều khiển trung tâm là nơi bố trí các thiết bị đo lờng, điều khiển, phân
phối đã đợc tự động hoá cao. Phòng điều khiển trung tâm bố trí gần nhà máy. Vì nó
là trung tâm đầu não của nhà máy thuỷ điện nên vị trí của nó phải bố trí sao cho vận
hành thuận tiện, dễ dàng quan sát trong nhà máy. Phòng đợc bố trí ở thợng lu nhà
máy. Do nhà máy nhỏ nên khó bố trí phòng điểu khiển trong nhà máy nên cần phải
đa ra bên ngoài nhà máy. Diện tích mặt bằng của phòng điều khiển trung tâm quyết
định bởi số lợng các loại tủ bảng cần bố trí.. Vị trí và kích thớc các phòng đợc thể
hiện trên bản vẽ nhà máy.
Phòng điện một chiều
5.5.2
Để cung cấp điện thao tác các thiết bị (Máy kích từ) và thắp sáng cho nhà máy
khi xảy ra sự cố, ở TTĐ thờng sử dụng dòng điện một chiều. Do TTĐ nhỏ, công suất
dòng điện một chiều không lớn nên cần phải dùng các hòm ắc quy. Vị trí , kích thớc
phòng đợc xác định trong bản vẽ.
Xởng sửa chữa cơ khí
5.5.3
Sửa chữa các thiết bị cơ khí trong nhà máy. Xởng đợc bố trí gần với gian lắp ráp
để tiện cho việc lắp đặt và sửa chữa thiết bị.
Vị trí trạm phân phối điện cao thế
5.5.4
Căn cứ vào tài liệu thực tế công trình, ta bố trí trạm phân phối điện ở ngoài trời ,
vị trí nằm gần nhà máy. Nền của trạm phân phối điện cao thế đợc xử lý tốt có cao
trình bằng cao trình sàn lắp ráp của nhà máy . Kích thớc của trạm phân phối điện
- Trang 101 -

Đồ án tốt nghiệp

Thuỷ điện Iapuch3

ngoài trời phụ thuộc vào sơ đồ đấu điện và thiết bị phân phối. Sơ bộ kích thớc nh
trong bản vẽ.
5.6Các thiết bị phụ trợ khác.
Trong nhà máy để đảm bảo chế độ vận hành bình thờng của các tổ máy cần có
hệ thống thiết bị phụ.
Hệ thống cấp nớc kỹ thuật
5.6.1
Trong quá trình làm việc của NMTĐ để đảm bảo các thiết bị vận hành an toàn,
kinh tế thì việc cung cấp nớc là rất cần thiết. Tác dụng của hệ thống này là làm mát
máy phát, làm mát ở các ổ chặn, thiết bị khí nén, truyền tải năng lợng, vệ sinh nhà
máy, làm mát MBA... Do nhà máy thuỷ điện Iapuch 3 có cột nớc cao nên sử dụng hệ
thống cung cấp nớc hỗn hợp, nớc đợc lấy từ buồng xoắn ống áp lực bằng đờng ống
đi cung cấp cho các thiết bị. Sau đó nớc bẩn đợc tháo từ các thiết bị dùng nớc qua
các van chảy ra đờng ống xuống hạ lu.
Hệ thống cung cấp dầu.
5.6.2
Hệ thống cung cấp dầu gồm hệ thống dầu cách nhiệt và hệ thống dầu bôi trơn.
Hệ thống dầu bôi trơn cung cấp dầu bôi trơn cho các ổ trục, ổ đỡ, ổ trục chặn, cho
hệ thống điều chỉnh tổ máy. Do tổ máy có công suất nhỏ nên thùng dầu đã đợc bố trí
trong máy điều tốc.
Dầu vận hành.
5.6.2.1
Lợng dầu để vận hành 1 tổ máy xác định theo công thức kinh nghiệm:
G = K.

N D1
H

.

Trong đó:
G: trọng lợng dầu vận hành một tổ máy(kg).
K: hệ số phụ thuộc vào hình dạng của tuabin, với tuabin PO thì
K= 0,45ữ0,65 chọn K=0,5.
N : công suất định mức của tuabin N= 4,2.103(KW).
D1=1,0 (m) đờng kính BXCT.
H:cột nớcbình quân gia quyền, Hbq= 78,4 (m)
G = 0,5 ì

4,2 ì 10 3 1,01
78,4

.

= 237 (kg).

Khối lợng dầu vận hành 2 tổ máy :
Gvh =2.G = 494 (kg).
Dầu bôi trơn.
5.6.2.2
Dầu bôi trơn bằng 30% lợng dầu vận hành.
Gbtr = 30%. Gvh = 0,3 ì 494 = 148 (kg).
Hệ thống khí nén.
5.6.3

Hệ thống khí nén trong nhà máy chủ yếu để điều khiển tổ máy và hãm máy khi
cắt tải, phục vụ cho các thiết bị đo lờng. Trên các máy nén khí phải có thiết bị bảo
vệ, van điều khiển. Để rút ngắn chiều dài đờng ống thì bố trí hệ thống khí nén ở
- Trang 102 -


Đồ án tốt nghiệp

Thuỷ điện Iapuch3

ngay dới sàn nhà máy. Các đờng ống dẫn khí đợc bố trí theo hành lang dọc nhà máy,
các thiết bị cần đợc trang bị tự động hoá.
Lợng khí dùng phanh hãm tổ máy.
Q2 =

60.q( P + 1).t
1000

Trong đó:
q: Lợng không khí tiêu hao ở điều kiện áp lực công tác,q = (2ữ4) l/s.
P: áp lực công tác P = (4ữ7) kg/cm2.Chọn P = 5 kg/cm2.
t- Thời gian hãm máy, lấy t = 2 (phút).
Q2 =

60 ì 3 ì (5 + 1) ì 2
= 1,44 (m3).
1000

Hệ thống tháo nớc tổ máy.
Công dụng chính của tháo nớc tổ máy là tránh không cho nhà máy tích tụ và ẩm

ớt, bảo đảm cho công tác kiểm tra sửa chữa các bộ phận qua nớc của NMTĐ.
NMTĐ trong quá trình vận hành lâu dài cần phải tháo nớc khi:
- Tháo nớc sản xuất nh nớc làm mát, nớc rò rỉ trên nắp tuabin.
- Tháo nớc khi sửa chữa,kiểm tra các bộ phận qua nớc nh buồng xoắn, ống hút,
BXCT..
-Tháo nớc rò rỉ thấm qua bê tông.
Do nhà máy thủy điện Iapuch 3 nhỏ nên dùng máy bơm di chuyển để bơm cạn
nớc trong tổ máy. Nớc tháo đợc dẫn qua các đờng ống tháo để chảy xuống hạ lu.
Thiết bị kiểm tra đo lờng.
5.6.5
ở NMTĐ để đảm bảo chế độ vận hành bình thờng của tổ máy, trong nhà máy
đặt một loạt đồng hồ đo và các thiết bị đo. Dựa vào chức năng của nó ngời ta chia
làm nhiều bộ phận.Phần lớn các đồng hồ và thiết bị đo đặt trong nhà máy để kiểm
tra tình trạng làm việc của tổ máy, kiểm tra chế độ phụ tải điện, chất lợng điện, H,
Q, N...Toàn bộ những thông tin và chế độ làm việc của TTĐ, các thông số chủ yếu
của nó dẫn đến phòng điều khiển trung tâm bằng các thiết bị nghe nhìn. Ngoài các
thiết bị đo lờng của nhà máy còn có các thiết bị tự động để đóng và cắt mạch khi chế
độ công tác có sự cố.
5.6.4

- Trang 103 -


Đồ án tốt nghiệp

Thuỷ điện Iapuch3

Kết luận
Trong đồ án tốt nghiệp này, ta đã thực hiện nhiệm vụ Thiết kế sơ bộ trạm
thủy điện đờng dẫn Iapuch 3 với các nội dung chính sau:

1. Tổng quan công trình và các tài liệu cơ bản.
2. Tính toán thủy năng xác định các thông số cơ bản của trạm thủy điện.
3. Lựa chọn các thiết bị chính các thiết bị phụ trợ.
4. Thiết kế sơ bộ các công trình đầu mối.
5. Thiết kế sơ bộ các công trình trên tuyến năng lợng.
6. Thiết kế sơ bộ nhà máy thủy điện.
7. Bố trí tổng thể công trình.

- Trang 104 -