ĐỒ án THIẾT kế THỦY điện 1

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Mục lục
Mục lục ............................................................................................................................... 1
Mở đầu ................................................................................................................................. 4

1. Vị trí dự án ................................................................................................................. 4
2. Nhiệm vụ dự án........................................................................................................... 4
phần I: tổng quan công trình và các tài liệu cơ bản ......................... 5
Chơng 1: Tổng quan về hệ thống điện Việt Nam và các trạm thuỷ điện trên sông
Đồng Nai........................................................................................................................ 5
1. Hiện trạng và kế hoạch phát triển kinh tế toàn quốc .................................................. 5
2. Hiện trạng điện lực Việt Nam .................................................................................... 5
3. Tiềm năng thủy điện Việt Nam và tình hình khai thác trên sông Đồng Nai .............. 5
4. Dự báo chơng trình phát triển nguồn điện toàn quốc ............................................... 6
Chơng 2: Tài liệu cơ bản ........................................................................................... 8
1. Tài liệu địa hình địa chất ............................................................................................ 8
2. Tài liệu cơ bản dùng trong tính toán......................................................................... 10
2.1. Tài liệu địa hình ............................................................................................... 10
2.2. Tài liệu thuỷ văn .............................................................................................. 11
2.3. Tài liệu khí tợng ............................................................................................. 11
Chơng 3: Tính toán thủy văn .................................................................................. 14
1. Tính toán phân mùa dựa trên lu lợng bình quân tháng ......................................... 14
2. Tài liệu lũ ................................................................................................................. 14
phần II: tính toán thủy năng .............................................................................. 17
chơng 1: những vấn đề chung ................................................................................. 17
1. Mục đích và nhiệm vụ của tính toán thuỷ năng ........................................................17
2. Phơng thức khai thác thủy năng ..............................................................................17
3. Chọn mức bảo đảm tính toán ....................................................................................18

4. Phơng thức xác định MNDBT và độ sâu công tác của hồ chứa ..............................19
Chơng 2: Tính toán thủy năng cho từng phơng án MNDBT............................. 20
1. Xác định dung tích hữu ích (Vhi) .............................................................................. 20
2. Xác định mực nớc chết (MNC) ...............................................................................21
3. Xác định độ sâu công tác (hct) ...................................................................................22
4. Xác định công suất bảo đảm (Nbđ) ........................................................................... 22
5. Xác định công suất lắp máy (Nlm) .............................................................................23
6. Xác định điện lợng bình quân nhiều năm và số giờ lợi dụng công suất lắp máy ... 25
1


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

7. Xác định các cột nớc đặc trng .............................................................................. 27
phần III: lựa chọn thiết bị cho nhà máy thủy điện .............................. 29
Chơng 1: Lựa chọn số tổ máy ................................................................................. 29
1. Khái quát .................................................................................................................. 29
2. Tính toán các phơng án .......................................................................................... 30
3. Lựa chọn phơng án số tổ máy ................................................................................ 50
4. Xác định các thông số phơng án 2 tổ máy đợc chọn ............................................ 51
Chơng 2: Thiết bị dẫn và thoát nớc ..................................................................... 54
1. Thiết bị dẫn nớc (Buồng xoắn) ............................................................................... 54
2. Thiết bị thoát nớc (ống hút) .................................................................................... 57
Chơng 3: Chọn thiết bị điều chỉnh turbin ............................................................. 59
1. Nhiệm vụ cơ bản của điều chỉnh turbin ................................................................... 59
2. Chọn động cơ tiếp lực .............................................................................................. 60
3. Chọn máy điều tốc.................................................................................................... 62
4. Chọn thiết bị dầu áp lực ........................................................................................... 63

Chơng 4: Chọn máy biến áp và sơ đồ đấu điện .................................................... 64
1. Sơ đồ đấu điện chính ............................................................................................... 64
2. Chọn máy biến áp .................................................................................................... 67
3. Tính toán ngắn mạch và chọn thiết bị ...................................................................... 69
Chơng 5: Chọn cầu trục .......................................................................................... 77
Phần 4: công trình thuỷ công ............................................................................ 79
Chơng 1: Những vấn đề chung ............................................................................... 79
1. Nhiệm vụ của công trình .......................................................................................... 79
2. Cấp công trình .......................................................................................................... 79
3. Lựa chọn tuyến đập và bố trí tổng thể công trình đầu mối ...................................... 79
Chơng 2: Thiết kế đập bê tông trọng lực và đập tràn .......................................... 80
1. Công trình xả lũ ........................................................................................................ 80
2. Tính toán mặt cắt đập bê tônng trọng lực ................................................................. 84
3. Thiết kế đập tràn và tính toán tiêu năng ................................................................... 91
Chơng 3: Thiết kế tuyến năng lợng ...................................................................... 95
1. Chọn phơng thức cấp nớc ..................................................................................... 95
2. Công trình lấy nớc .................................................................................................. 96
3. Đờng ống áp lực ................................................................................................... 103
4. Nớc va trong đờng ống áp lực ............................................................................ 104
phần V: nhà máy ......................................................................................................... 111
2


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Chơng 1: Nhà máy chính ....................................................................................... 111
1. Khái niệm chung .................................................................................................... 111
2. Kích thớc và kết cấu phần dới nớc ................................................................... 113

3. Kích thớc và kết cấu phần trên nớc .................................................................... 116
Chơng 2: Nhà máy phụ và các thiết bị phụ trợ ................................................... 119
1. Nhà máy phụ .......................................................................................................... 119
2. Hệ thống thiết bị phụ .............................................................................................. 121
kết luận .......................................................................................................................... 127
phụ lục tính toán thủy năng............................................................................ 128

3


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Mở đầu
Quy hoạch khai thác bậc thang thuỷ điện lu vực sông Đồng Nai đã đợc thủ tớng
chính phủ phê duyệt theo Quyết định số 1483 / CP-CN ngày 19/11/2002.
Dự án thuỷ điện Đồng Nai 3 và Đồng Nai 4 đã đợc Bộ Công Nghiệp phê duyệt
NCKT hiệu chỉnh theo quyết định số 3455/QĐ-NLDK và quyết định số 3456/ QĐNLDK ngày 24/1/2004. Tổng Công Ty Điện Lực Việt Nam phê duyệt TKKT 1 Đồng
Nai 3 theo quyết định số 463/ QĐ-EVN -HĐQT ngày 24/12/2004, khởi công tháng
12/2004.
Theo chơng trình Đồ án tốt nghiệp của trờng Đại Học Thủy Lợi, đợc sự đồng ý
của nhà trờng và hội đồng thi tốt nghiệp Khoa Thủy Điện, em đợc giao đề tài Thiết
kế sơ bộ trạm thuỷ điện Đồng Nai 5.
Dự án thuỷ điện Đồng Nai 5 thuộc bậc thang trung lu khai thác tổng hợp năng lợng trên sông Đồng Nai, có vị trí và nhiệm vụ nh sau:
1. Vị trí dự án:
Thuỷ điện Đồng Nai 5 nằm trong 2 địa phận tỉnh Lâm Đồng và Đăk Nông, cách
thành phố Hồ Chí Minh khoảng 220 km theo quốc lộ 13 và 14, hớng Đông - Đông Bắc.
Đầu mối công trình thuỷ điện Đồng Nai 5 cách công trình thuỷ điện Đồng Nai 4
khoảng 50km phía hạ lu.

2. Nhiệm vụ dự án:
Cấp điện hoà vào lới điện quốc gia, phát huy hiệu ích điều tiết dòng chảy của thuỷ
điện Đồng Nai 3 và Đồng Nai 4.
Tạo cảnh quan du lịch và phát triển giao thông.

Phần I
4


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

tổng quan công trình và các tài liệu cơ bản
Chơng 1: tổng quan về hệ thống điện việt nam và các trạm
thuỷ điện trên sông Đồng nai.
1. Hiện trạng và kế hoạc phát triển kinh tế toàn quốc.
Trong gần 30 năm qua, đất nớc đã tiến hành có kết quả công cuộc đổi mới toàn
diện các mặt đời sống kinh tế xã hội. Sản xuất công nghiệp đã thoát khỏi tình trạng suy
thoái bớc vào giai đoạn phát triển. Sản xuất nông nghiệp, xuất khẩu phát triển vợt bậc,
đầu t nớc ngoài tăng nhanh. Khu vực kinh tế t nhân phát triển mạnh. Tốc độ tăng trởng
(GDP) trong các năm 1991- 1992 đã đạt 7,7%. Dự kiến các năm 2001 2010 tăng
6,7%, các năm 2010- 2020 tăng 6,4%.
2. Hiện trạng điện lực Việt Nam.
Ngành điện Việt Nam đã có sự phát triển nhanh chóng: Khôi phục mở rộng và xây
dựng nhiều nhà mát nhiệt, thuỷ điện lớn nh Uông Bí, Phả Lại, Bà Rịa, Trị An, Hoà
Bình, Vĩnh Sơn, Thác Mơ, Hàm Thuận - ĐaMi Tổng cộng suấtt lắp máy của nguồn
điện thống kê đến cuối 1999 đã đạt 5765 triệu kw. So với năm 1990, điện năng xuất
tăng gấp 2,7 lần. Cơ cấu nguồn sơ cấp phát triển đúng hớng, trên cơ sở gia tăng tỉ trọng
sản xuất của Thuỷ Điện, từ 28% năm 1976 tăng lên gần 73% năm 1994 và có xu hớng

ổn đỉnh 53% vào năm 1999. Đã hình thành hệ thống điện quốc gia thống nhất với việc
xây dựng và đa vào vận hành đờng dây 500 KV Bắc -Nam, tạo điều kiện khai thác hợp
lí và hiệu quả các nguồn điện, cung cấp nguồn điện cho phát triển xã hội trên toàn bộ
đất nớc.
3. Tiềm năng thuỷ điện Việt Nam và tình hình khai thác thủy điện trên hệ thống
sông Đồng Nai.
Nhờ điều kiện thuận lợi về tài nguyên nớc phong phú, mật độ sông suối dày đặc,
độ dốc địa hình lớn. Việt Nam có nguồn tiềm năng Thuỷ Điện dồi dào. Theo các kết
quả nghiên cứu, trữ năng lí thuyết của Thuỷ Điện khoảng trên 300 triệuKwh trên năm
với công suất lắp máy trên 34000 MW đợc phân bố nh sau:
Khu vực

Công suất lý thuyết Điện năng
5

Tỉ trọng


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5
MW

106KWh/nă
%
m
Đông Bắc
771,12
6,76050
2,25

Sông Hồng Và Sông Thái Bình 9096,00
79,68900
26,56
Sông Đà
8100,00
70,88280
23,62
Sông Mã, Cả, Nậm U
2717,63
23,81470
7,94
Miền Trung
6132,12
53,71715
17,91
Tây Nguyên
4024,50
35,29871
11,76
Sông Đồng Nai
3410,00
29,87240
9,96
Tổng Cộng
34251,37
300,03526
100,00
Vào những năm 60 của thế kỉ XX, một số công trình thuỷ điện với qui mô vừa và
nhỏ đã đợc xây dựng bao gồm: Thuỷ Điện Cấm Sơn, Thuỷ Điện Thác Bà ở Miền Bắc,
Thuỷ Điện Đa Nhim ở Niềm Nam.

Cùng với các ngành kinh tế quốc dân khác, sự nghiệp xây dựng thuỷ điện đã đạt đợc các thành tựu to lớn trên mọi mặt. Nhiều hồ chứa qui mô vừa và lớn phục vụ phát
điện, cấp nớc tới, nớc sinh hoạt đã và đang tiếp tục đợc xây dựng khai thác và vận hành
nh: Thác Bà, Đa Nhim, Vĩnh Sơn, Trị An, Thác Mơ, Yali, Sông Hinh, Hàm Thuận - Đa
Mi và đặc biệt phải kể đến công trình thế kỉ là Thuỷ Điện Hoà Bình với công suất lăp
máy 1920 MW hàng năm cung cấp hơn 8 tỉ KWh đồng thời trực tiếp phòng lũ và chống
lũ cho hạ du Sông Hồng.
Hiện nay (tính đến tháng 10-2002) tổng công suất lắp đặt của các nhà máy thuỷ
điện vừa và lớn ở nớc ta là 4115 MW chiếm 47% tổng công suất lắp đặt của hệ thống
điện.
Tình hình khai thác thuỷ năng trên hệ thống sông Đồng Nai nh sau:
Các công trình thuỷ điện trên sông Đồng Nai

1
2
3

Các chỉ
tiêu
MNDBT
MNC
Vtoàn bộ

4

Vchết

106 m3

9.9

68.1

303.5

560.3

320.5

5
6
7

Vhi
Nbđ
Nthiết kế

106 m3
MW
MW

156.3

251.7
98.5
300

239.6
19.5
78

863.3
56.3
180

16.7
99.4
340

8

Eđb

106 KWh

862.9

310.9

502.4

930.9

STT

Đơn vị
m
m
106 m3

Các dự án

Đa Nhim Đại Ninh Đồng Nai 2 Đồng Nai 3 Đồng Nai 4
1042
880
690
590
476
1018
860
675
570
474
166.2
319.8
543.1
1423.6
337.2

160

6


đồ án tốt nghiệp
9

Etb

106 KWh

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

640

1178

Đang VH Đang XD

339.6

594.9

1109.5

BCTKH

TKKT

TKKT

Các công trình thuỷ điện trên sông Đồng Nai (tiếp theo).
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Các chỉ
Các dự án
Đơn vị
Đakr'Tih Đồng Nai 5 Đồng Nai 6 Đồng Nai 8
tiêu
MNDBT
m
618
290
205
124
MNC
m
603
288.5
180
112
6
3
Vtoàn bộ
10 m
137.1
114.7
683
1031.5
Vchết
106 m3
35.3
109.4
290

108.7
Vhi
106 m3
101.8
5.3
393
922.8
Nbđ
MW
22.96
41.55
86.1
58.5
Nthiết kế
MW
115
150
180
19.5
Eđb
106 KWh 390.1
889.4
729.9
Etb
106 KWh 555.2
600.347
914.8
741.7
BCKT

BCTKT

BCTKT

BCTKT

Trị An
62
50
2765
218
2547
100
400
1280
1730
Đang VH

4. Dự báo chơng trình phát triển nguồn điện toàn quốc
Đến nay tất cả các tỉnh, thành phố nớc ta đã có lới điện quốc gia. Tài nguyên năng
lợng của Việt Nam đa dạng phong phú, đáp ứng đợc yêu cầu phát triển kinh tế , xã hội.
Trong vài thập kỉ tới, Việt Nam còn có khẳ năng là nớc xuất khẩu năng lợng. Trên cơ
sở dự báo về cung cấp năng lợng, định hớng phát triển điện lực. Trong vài trục năm tới
nh sau:
1. Ưu tiên khai thác thuỷ năng. Trớc hết tập trung vào các công trình có hiệu quả
kinh tế cao trên hệ thống sông Đồng Nai, trên sông Đà, sông Sê San và một số
công trình thuỷ điện vừa và nhỏ trên các sông khác nhằm kết hợp phát điện và
thuỷ lợi, kinh tế với quốc phòng.
2. Khai thác khí đốt để phát triển các nguồn nhiệt điện, trớc mắt là ở phía nam
3. Phát triển công nghiệp than để đáp ứng nhu cầu sản xuất điện năng, hạn chế than

nhập khẩu.
4. Tích cực chuẩn bị cho phát triển điện nguyên tử vào năm 2010.

7


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Nằm trong chơng trình phát triển nguồn điện toàn quốc, dự án thuỷ điện Đồng Nai
5 đợc xây dựng nhằm khai thác tiềm năng thuỷ điện của thợng nguồn sông Đồng Nai
(một lu vực sông có trữ năng thuỷ điện lớn của nớc ta). Dự án đợc xây dựng và khai
thác nhằm mục đích cung cấp bổ xung công suất và điện năng cho phụ tải Miền Nam
nói riêng và luới điện toàn quốc nói chung, đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng trong
giai đoạn 2010 và các năm sau đó.

chơng II: TàI liệu cơ bản.
1.Tài liệu địa hình, địa chất tuyến công trình.
Việc mô tả điều kiện địa chất công trình chỉ giới hạn trong phạm vi phân bố tuyến
chọn 1A.
1.1. Đặc điểm địa hình khu vực.
Khu vực công trình thuộc trung lu sông Đồng Nai với địa hình phân cắt sâu và
rừng rậm rạp.
Bờ phải khu đầu mối và một phần lòng hồ thuộc xã Đắksin huyện Đắk Rlấp tỉnh
Đắk Nông, giữa lòng hồ thuộc xã Đạo Nghĩa huyện Đắk Rlấp tỉnh Đắk Nông, cuối
lòng hồ giáp nhà máy Đồng Nai 4 thuộc xã Đắk Nia huyện Đẵk Nông tỉnh Đăk Nông.
Trong khu vực công trình, rừng đợc giao cho dân quản lí, thực phủ chủ yếu gỗ và
và tre nứa, thuộc rừng phòng hộ.
Tuyến 1A thuốc xã Lộc Bắc, lòng hồ thuộc xã Lộc Bắc và xã Lộc Bảo huyện Bảo

Lâm tỉnh Lâm Đồng. Thực phủ chủ yếu là rừng già gồm cây gỗ và tre nứa. Trong khu
vực công trình đầu mối và lòng hồ không có dân c
1.2.Địa chất công trình.
Công tác khảo sát địa chất công trình bao gồm công tác đo vẽ bản đồ địa chất - địa
chất công trình tỉ lệ 50000, khoan, đào, thí nghiệm thấm hiện tợng, lấy mẫu thí nghiệm
trong phòng và công tác thăm dò địa vật lý.
Về mặt địa hình, công trình Đồng Nai 5 đặt ở hạ lu của tổ hợp thuỷ điện Đồng Nai
3, 4, tại đây thung lũng cắt qua các vùng đồi núi có cao độ từ 500 đến 700. Thung lũng
tại vị trí công trình có cao độ khoảng 230m. Hai bờ sông tơng đối dốc, độ dốc bờ phải
khoảng 400, bờ trái khoảng 300. Trong phạm vi khu đầu mối và hồ chứa, Sông Đồng
Nai chảy chủ yếu theo hớng Đông Bắc Tây Nam.
8


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Đặc điểm địa hình có thể phân chia thành 2 dạng rõ rệt: Phân cao độ thấp hơn 450
m chủ yếu là các sờn dốc với độ dốc 25-450 và bị phân cắt mạnh phủ bởi đất đá của cát
bột kết hệ tầng La Ngà. Nối tiếp lên phần cao hơn 450m; địa hình tơng đối thoải phân
bố đất đá của trầm tích phun trào BaZan.
Về mặt cấu tạo địa chất, khu vực nằm ở phía Tây đới hoạt hoá Mêzôzô muộn
-kainôzôi Đà Lạt, trải qua các thời kì do chuyển động thăng trầm, tích tụ và hoạt động
macma, đã hình thành nên cột địa tầng tơng đối đa dạng. Đá cổ nhất trong khu vực là
đá cát bột kết xen kẹp phiến sét hệ tầng La Ngà, chúng phân bố hầu hết khu hồ chứa và
các công trình đầu mối. Đá bị uốn nếp mạnh có đờng phơng khá ổn định phơng Đông
Bắc Tây Nam với góc cắm 50-700 tạo thành các nếp lồi, nếp lõm. Các đá của hệ
thống La Ngà bị đá xâm thực granít phân cắt nên chúng bị biến chất nhiệt với mức độ
trung bình, do đó có thể dự báo ở phần dới sâu của đất đá La Ngà có thể phân bố rộng

rãi loại đá xâm nhập này. Ngoài ra chúng còn bị các mạch anđezit xuyên cắt.
Khu vực công trình nằm cách đứt gây sâu Tuy Hoà - Củ Chi khoảng 1 km. Theo
bản đồ phân vùng động đất của viện vật lí địa cầu lập năm 2003, khu vực công trình
nằm trong vùng có cấp động đất là 7.
Điều kiện địa chất thuỷ văn với đặc điểm có tầng chứa nớc trong bồi tích, tàn tích
và đá nứt nẻ. Quan hệ thuỷ lực giữa các tầng chứa nớc rất chặt chẽ (do không có tầng
cách nớc rõ rệt). Mực nớc dới đất thờng thay đổi lớn theo mùa, về mùa ma mực nớc
nằm cách mặt đất 5 10m, về mùa khô 10 25m, bờ phải đập chính tuyến 1A mực
nớc sâu hơn 60m. Nớc dới đất thuộc loại Bicacbonat Canxi, Natri kali với độ khoáng
hoá 154mg/l, nớc có tính ăn mòn yếu đối với bê tông về chỉ tiêu HCO3-.
Nền của toàn bộ tuyến 1A nằm trên đá hệ tầng La Nga, đá cứng chắc có cờng độ
cao. Bề dày tầng phủ bề trái là 22m, biến thiên từ 15-30m, trong đó 5-17 là edQ, 3-5m
1A1, 7-10m 1A2. Bề dày tầng phủ bờ phải là 11m, biến thiên từ 10-12m, trong đó 2-3m
là edQ, 2-3m 1A1, 6-8m 1A2. Trong khi chiều dày đới IB ở vai trái từ 6-10m thì ở vai
phải từ 10-30m. Hệ số thấm của vai phải cũng lớn hơn rất nhiều vai trái do nứt nẻ
mạnh. Đới đá tơi ở vai bờ trái cũng ít nứt nẻ hơn và hệ số thấm cũng nhỏ hơn rất nhiều.
Điều này cho thấy rằng trong khi bờ trái cần phải bóc bỏ tầng phủ nhiều thì bờ phải lại
phải coi trọng sử lý nền (kể cả vấn đề trợt mái dốc đào).
Phần lòng sông nền đập đợc đặt trên nền đá tốt thuộc đới IB với chiều dày khoảng
5m, dới là đới IIA, IIB. Bề mặt đới IB thờng lộ ra tại những nơi đá nhô cao, còn tại các
hẻm, hốc thờng tích tụ các vật liệu thô.
1.3. Vật liệu địa phơng.
9


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Các mỏ vật liệu dùng cho công trình nhìn chung là thuận lợi trừ mỏ cát do khoảng

cách tơng đối xa.
- Để đắp đập và các bộ phận chống thấm sử dụng đất sờn tàn tích trên nền đá cát
bột kết cách công trình 1 đến 2 Km. Chỉ tiêu đất dắp nh sau: dung trọng khô 1,56
g/cm3, độ ẩm đất đắp 19%, cờng độ chống cắt ở trạng thái bão hoà ( = 180, lực
dính C = 0,2 Kg/cm3); hệ số thấm k = 1.10-5 cm/s.
- Vật liệu đá phục vụ công trình dự kiến khai thác đá bazan phân bố ở bờ phải sông
Đồng Nai. Nên sử dụng mỏ đá A để đắp đập hoặc lam dăm bê tông cho các phơng án tuyến vì mỏ A có trữ lợng lớn, đá bazan đặc xít lộ ra trên diện rộng nên
việc bóc bỏ tầng phủ hông đáng kể. Bên cạnh đó, mỏ A nằm bên đờng quốc lộ
vào công trình cách tuyến 1A khoảng 10 12 Km. Đá Bazan đặc xít cứng chắc
có cờng độ kháng nén 900 1000 kg/cm 2, đáp ứng đợc mọi yêu cầu kỹ thuật
cho các công trình thuỷ công. Xem xét các mỏ đá cát bột kết trong khu vực công
trình là không khả thi vì chiều dày tầng phủ quá lớn (khoảng 20-25m).
- Cát làm cốt liệu bê tông trong công trình phân bố rất dải rác không đáng kể, chất
lợng kém. Mỏ cát có chất lợng tốt đề nghị sử dụng mỏ cát tiên cách công trình
khoảng 100 km, phân bố ở hạ lu sông Đồng Nai. Mỏ cát này trớc đây đã đợc
khảo sát và khai thác phục vụ công trình thuỷ điện Thác Mơ.
2. Tài liệu cơ bản dùng trong tính toán.
2.1. Tài liệu địa hình.
Bảng 1.1. Quan hệ F = f(z) và W = f(z) hồ chứa Đồng Nai 5 tuyến 1A
Z
W
Z
W

m
225
6 3
10 m
0
m

275
6 3
10 m 59,13

230
0,12
280
75,44

235 240
245
250 255 260 265 270
1.2 3,45 6,88 11,63 17,48 24,39 33,27 44,94
285 290
295
300
93,81 114,68 138,39 164,95

Bảng 1.2. Quan hệ Q = f(Zhl) nhà máy thuỷ điện tuyến 1A
Q

m3/s

Z

m

Q

m3/s

Z

m

12

37

73

118

173

236

309

390

222,36 223,14 223,90 224,58 225,23 225,85 226,55 227,15
461

552

665

804

956

1119

1295

1481

227,60 228,09 228,59 229,12 229,67 230,21 230,75 231,27
10


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

2.2. Tài liệu thuỷ văn.
Dòng chảy đến tuyến công trình thuỷ điện Đồng Nai 5 bao gồm:
- Dòng chảy trung bình tháng qua nhà máy thuỷ điện Đồng Nai 4 của một liệt năm
từ năm 1978 2003 cho ở bảng 1.9.
- Chuỗi dòng chảy trung bình tháng bổ xung bởi lu vực khu giữa hai dự án thuỷ
điện Đồng Nai 4 và 5 cho ở bảng 1.10.
2.3. Tài liệu về khí tợng.
2.3.1. Nhiệt độ không khí.
Các đặc trng về nhiệt độ trung bình tháng, năm cao nhất, thấp nhất của một số
trạm trên lu vực đợc cho ở bảng sau:
Bảng 1.3. Nhiệt độ trung bình, cao nhất, thấp nhất tuyệt đối (0C)
Tháng Đà Lạt Liên Khơng Bảo Lộc Đak Nông Phớc Long
I
15.7

20
19.3
20.2
23.6
II
16.9
20.8
20.6
21.4
25
III
17.9
21.8
21.7
23.1
26.7
IV
18.9
22.4
22.6
24
27.4
V
19.2
22.4
22.9
23.9
26.8
VI
19

21.9
22.4
23.3
25.8
VII
18.6
21.1
21.9
22.9
25.4
VIII
18.5
21
21.7
22.7
25
IX
18.3
21.3
21.7
22.7
25
X
18.1
21
21.6
22.5
24.8
XI
17.1

20.5
20.8
21.8
24.3
XII
16.3
20
19.8
20.5
23.1
TB
17.9
21.2
21.4
22.4
25.2
Max 29.4
30.8
33.6
36.6
23.5
Min
4.1
9.4
4.5
7.6
13

Trị An
26.3

28.3
28.1
29.3
28.5
26.8
26.5
26.5
26.4
26.3
26.2
25.5
27.1
38
16.8

2.3.2. Tốc độ gió.
Bảng 1.4. tốc độ gió lớn nhất 8 hớng (m/s) trạm Đăk Nông
P%
N
NE
E
SE

1
21.0
31.3
21.1
24.3

2

19.4
28.8
20.0
21.9

4.0
17.8
26.4
17.9
19.5
11

10
15.7
23.0
15.0
16.2

50
11.4
16.4
9.3
9.6


đồ án tốt nghiệp
S
SW
W
NWW

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5
23.5
32.6
22.9
22.3

21.2
29.5
21.1
20.3

18.9
26.5
19.3
18.4

15.9
22.4
16.8
15.7

9.8
14.2
11.9
10.5

2.3.3. Ma.
Nằm trong vùng nhiệt đới, lu vực chịu ảnh hởng chính của 2 cơ chế gió mùa: gió
mùa mùa hạ và gió mùa mùa đông, nên ma đợc phân thành 2 mùa rõ rệt, mùa ma trùng

mùa gió mùa mùa hạ (Tây Nam) từ tháng V đến tháng X, mùa khô từ tháng XI đến
tháng IV năm sau.
Lợng ma trong mùa ma chiếm 80 90% lợng ma toàn năm, số ngày ma trong
các tháng mùa ma từ 20 25 ngày, tổng số ngày ma trong năm khoảng 150 190
ngày.
2.3.4. Bốc hơi.
Phân phối trong năm lợng tổn thất bốc hơi gia tăng đợc xác định theo mô hình
phân phối bốc hơi trung bình của thùng GGI 3000 đặt tại bè nổi hồ Trị An từ năm 1991
1993. Kết quả tính toán đợc chỉ ra trong bảng sau:
Bảng 1.5. phân phối tổn thất bốc hơi gia tăng trong năm.
Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII VIII IX

X

% năm

9.89 9.26 10.74 10.01 10.27 7.25 6.41 5.89 5.68 7.21 8.42 8.97 100

Z(mm) 50.7 47.5 55.1 51.4 52.7 37.2 32.9 30.2 29.1 37

XI

XII

43.2 46

Năm
513

2.3.5. Tài liệu bồi lắng.
Bảng 1.6. Đánh giá phù sa lắng đọng cho hoạt động hồ chứa

Hồ
Đồng Nai 5 (i)
Từ Đồng Nai 4 (ii)
Tổng của (i) và (ii)

Tổng lợng
Tổng lợng phù Tổng phù sa lắng
Tỉ lệ giữ
phù sa năm
sa lắng đọng
đọng 100 năm
lại (%)
6
3

6
3
(10 m )
năm (10 m )
(106 m3)
0.329
0.006
0.335

63

12

0.211

21,1


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

2.3.6. Quan hệ mực nớc lu lợng.
Quan hệ mực nớc lu lợng tại các vị trí tính toán đợc xác định bằng mô hình HEC
RAS. Kết quả tính toán đợc chỉ ra trong bảng sau:
Bảng 1.7. Quan hệ mực nớc lu lợng tại các vị trí tính toán đập tràn tuyến1A
H

m 222.3 223 224 225 226 227 228 229 230

Q m/s
H

m

0

231

232

233

234

32.6 79.6 154 252 370 535 774 1057 1385 1792 2252 2764

235 236 237 238 239 240 241 242 243

244

245

246

Q m/s 3326 3948 4619 5332 6083 6873 7694 8553 9445 10374 11343 12346

Chơng 3: tính toán thuỷ văn
1. Tính toán phân mùa dựa trên lu lợng bình quân tháng.
Theo tài liệu thuỷ văn từ dòng chảy bình quân tháng ta tính ra lu lợng bình quân

năm, so sánh xem tháng nào có lu lợng bình quân tháng lớn hơn lu lợng bình quân năm
và trong cả liệt năm có trên 50% năm đều lớn hơn bình quân năm thì là tháng lũ, còn
lại là tháng kiệt. Dựa trên các lũ, kiệt phân chia ra mùa lũ là mùa có các tháng lũ liên
tiếp nhau, còn lại là mùa kiệt.
Kết quả phân mùa cho trạm thuỷ điện Đồng Nai 5 nh sau: Một năm thuỷ văn bắt
đầu từ tháng 7 năm dơng lịch này sang tháng 6 năm sau.
Số tháng mùa lũ: 5 tháng ( Tháng VII, VIII, IX, X, XI ).
13


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Số tháng mùa kiệt: 7 tháng ( Tháng XII, I, II, III, IV, V, VI ).
2. Tài liệu lũ.
Tài liệu lũ là một số liệu quan trọng dùng trong thiết kế công trình thuỷ công, thiết
kế đập tràn cũng nh các công trình khác trên sông Đồng Nai. Lu lợng đỉnh lũ thiết kế
đợc xác định theo một số phơng pháp gián tiếp nh tổng hợp địa lý, các công thức kinh
nghiệm, đờng lu lợng đơn vị... Đối với công trình Đồng Nai 5 là công trình phái dới của
công trình thuỷ điện Đại Ninh, Đồng Nai 3, 4 vì vậy có xét thêm khả năng làm giảm
đỉnh lũ của các công trình này đối với công trình Đồng Nai 5. Kết quả tính toán lu lợng
đỉnh lũ thiết kế tại các tuyến đập 1A trạm thuỷ điện Đồng Nai 5 nh sau:
Bảng 1.8. Lu lợng đỉnh lũ (m3/s)
P%

0.1

0.5

1

3

5

10

Đập 1A

11300

8320

6910

5000

4290

3370

Bảng 1.9. Dòng chảy trung bình tháng qua nhà máy thuỷ điện Đồng Nai 4.
Năm
1978
1979
1980
1981
1982
1983

1984
1985
1986
1987
1988

I
65.3
70.7
73.3
76.3
70.0
66.9
74.3
66.0
66.2
68.2
68.0

II
64.7
70.4
72.9
75.9
69.4
66.4
73.6
65.5
65.7
67.5

67.5

III
64.8
70.3
72.7
75.3
69.3
66.1
73.4
65.5
65.4
67.3
67.3

IV
64.8
70.4
72.7
75.3
69.7
66.1
73.7
65.9
65.4
67.2
67.4

V
65.4

71.2
73.5
76.0
69.7
66.3
74.7
67.3
66.5
67.6
67.7

VI
66.7
82.1
77.2
80.9
71.3
68.3
77.0
70.0
67.5
69.5
69.8

VII VIII IX
X
XI
64.1 93.7 96.8 95.6 86.6
99.5 101.8 94.2 97.1 91.7
86.0 88.6 95.0 92.6 89.1

80.2 88.0 85.2 86.1 81.3
76.4 77.0 84.5 76.9 73.7
78.0 89.6 86.8 93.9 85.6
77.5 105.5 102.2 100.9 72.8
70.5 72.1 74.2 75.4 69.9
77.9 105.1 101.9 101.5 95.2
73.6 77.4 79.2 76.5 72.4
64.5 65.3 67.1 71.3 66.6
14

XII
72.0
74.6
78.0
71.8
68.2
75.5
67.2
67.8
69.9
69.3
62.3

TB
78.9
81.9
80.2
76.2
74.4
78.4

75.1
74.1
75.2
69.2
67.2


®å ¸n tèt nghiÖp
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
TB

61.3
68.2
67.2
70.4
67.9

83.0
66.6
75.1
86.7
65.0
103.4
93.2
92.4
69.1
75.7
73.5

60.8
67.8
66.7
69.9
67.4
82.6
66.2
74.7
86.5
64.7
101.6
92.5
91.3
68.6
75.0
72.9

60.9

67.8
66.5
69.7
67.4
82.4
66.0
74.5
85.9
64.4
101.4
92.5
91.0
68.4
74.9
72.7

thiÕt kÕ tr¹m thuû ®iÖn ®ång nai 5
61.1
67.8
66.5
70.1
67.4
82.5
66.0
75.1
86.4
64.5
103.3
93.2
91.4

68.6
74.9
73.0

62.5
67.9
66.9
70.5
68.1
84.0
66.5
77.0
87.3
65.6
126.1
94.1
91.9
68.6
76.6
74.6

67.8
97.7
67.7
77.7
69.2
85.3
67.3
90.6
88.4

65.9
145.2
97.0
96.1
71.5
80.2
79.5

72.1
97.1
81.5
78.4
72.2
105.1
79.3
102.9
95.7
67.1
145.8
145.6
101.1
79.0
81.2
86.6

73.3
104.0
85.4
85.3
76.1

106.2
81.0
110.4
100.3
70.3
149.8
147.3
107.4
99.8
84.5
94.0

75.8
106.1
90.5
85.1
77.6
112.8
89.2
115.1
97.0
110.0
141.4
148.9
102.3
97.5
86.0
96.2

73.8

100.7
87.8
81.8
80.4
105.7
86.7
115.0
94.8
111.5
140.4
153.6
99.8
92.9
86.0
95.3

71.2
98.6
73.9
76.8
72.1
73.1
78.2
112.1
84.8
111.5
127.2
144.3
92.3
88.6

80.2
87.3

68.9
68.7
71.1
68.7
70.7
67.8
76.0
92.4
66.0
108.2
95.3
95.7
70.4
77.3
66.6
74.6

75.9
79.3
74.8
73.4
80.3
81.6
83.5
90.6
84.5
102.1

120.0
105.2
86.5
78.8
80.1
81.8

B¶ng 1.10. Dßng ch¶y trung b×nh th¸ng khu gi÷a thuû ®iÖn §ång Nai 4 & 5
N¨m
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993

I
11.4
9.5
12.8

17.3
15.4
14.6
14.5
11.9
14.4
15.7
14.0
12.0
11.1
11.7
12.4
12.8

II
4.7
6.2
8.2
12.1
8.7
8.0
7.7
7.4
8.8
8.7
8.8
6.9
7.1
8.8
7.4

8.3

III
5.2
5.4
5.9
6.5
7.8
5.8
5.5
6.6
6.5
6.2
6.3
8.1
7.3
6.3
4.6
7.8

IV
5.1
6.2
6.3
6.7
12.5
5.0
8.3
11.1
6.6

5.5
7.9
10.2
6.3
6.9
9.2
8.2

V
12.3
15.7
14.6
14.0
12.4
7.6
19.6
26.1
19.8
7.2
11.1
25.3
8.1
10.9
12.6
15.0

VI
VII VIII IX
X
26.7 48.1 152.0 184.0 163.0

59.6 160.0 187.0 93.6 126.0
47.3 64.2 91.3 168.0 135.0
72.1 62.9 162.0 123.0 128.0
29.6 93.1 104.0 189.0 96.5
30.3 55.9 125.0 89.1 169.0
45.6 50.1 204.0 160.0 136.0
60.7 64.7 87.3 110.0 119.0
30.8 60.9 199.0 151.0 142.0
31.5 83.4 129.0 146.0 115.0
35.5 47.1 58.9 76.1 126.0
42.9 92.3 110.0 139.0 112.0
79.9 74.2 157.0 182.0 114.0
21.1 83.2 136.0 188.0 150.0
61.4 70.0 157.0 157.0 110.0
26.8 62.8 116.0 128.0 153.0
15

XI
56.1
61.3
93.9
69.5
57.9
76.7
48.9
56.5
70.0
62.1
69.0
44.3

85.4
52.8
51.3
59.7

XII
24.0
26.0
35.7
33.6
28.7
27.8
25.3
31.1
33.3
28.5
23.0
19.0
30.0
19.8
21.7
41.6

TB
57.7
63.0
56.9
59.0
54.6
51.2

60.5
49.4
61.9
53.2
40.3
51.8
63.5
58.0
56.2
53.3


đồ án tốt nghiệp
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
TB

15.5
13.4
12.3
18.5
11.9

32.0
20.0
25.7
13.4
15.6
15.0

10.6
8.5
8.4
16.9
8.2
14.0
13.5
14.0
8.2
9.0
9.2

8.7
6.9
6.3
10.2
5.4
12.0
13.7
10.9
5.7
7.5
7.3

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5
10.5
6.9
13.4
15.8
6.1
33.2
21.4
16.0
8.1
7.6
10.0

26.0 40.7 127.0 144.0 221.0 131.0 48.4
12.1 19.9 59.4 79.6 177.0 143.0 47.8
32.9 56.5 66.1 108.0 162.0 156.0 119.0
24.9 38.7 126.0 189.0 140.0 114.0 55.1
18.0 21.2 33.7 42.5 109.0 122.0 119.0
74.4 153.0 168.0 217.0 110.0 95.3 73.5
31.6 65.1 131.0 150.0 171.0 215.0 108.0
21.1 72.4 136.0 212.0 144.0 112.0 62.9
8.7 41.1 71.9 202.0 175.0 117.0 60.1
28.0 70.3 81.2 121.0 141.0 133.0 64.5
19.6 49.3 83.6 140.0 147.5 132.0 68.2

25.5
21.6
50.1
22.4

83.0
41.5
54.7
27.1
32.7
24.8
32.0

67.4
49.7
65.9
64.3
48.3
85.3
82.9
71.2
62.0
58.6
59.5

Phần II
tính toán thuỷ năng
Chơng I: nhữnh vấn đề chung
1. Mục đích và nhiệm vụ của việc tính toán thuỷ năng.

Mục đích của việc tính toán thuỷ năng là xác định các thông số cơ bản của trạm
thuỷ điện nh sau:
-

Mực nớc dâng bình thờng ( MNDBT ); m.

Mực nớc chết ( MNC ); m.
Dung tích hữu ích của hồ chứa ( Vhi ); 106m3.
Công suất bảo đảm ( Nbđ ); Kw.
Công suất lắp máy ( Nlm ); Kw.
Điện lợng bình quân trong liệt năm ( nn ); Kwh.
Số giờ lợi dụng công suất lắp máy ( hNlm ); giờ.
Cột nớc lớn nhất ( Hmax ); m.
Cột nớc bình quân gia quyền ( Hbq ); m.
Cột nớc tính toán ( Htt ); m.
16


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

- Cột nớc nhỏ nhất ( Hmin ); m.
Đối với nhà máy thuỷ điện khai thác kiểu đập, khi xác định đợc mực nớc dâng
bình thờng ( MNDBT ) sẽ quyết định hàng loạt các vấn đề nh chiều cao đập, diện tích
ngập lụt, công suất bảo đảm, công suất lắp máy,...
2. Phơng thức khai thác thuỷ năng.

Qua nghiên cứu các tài liệu cơ bản địa hình, địa chất tuyến công trình 1A và một
số tài liệu khảo sát khác em có một số nhận xét nh sau:
- Dự án thuỷ điện Đồng Nai 5 thuộc bậc thang trung lu khai thác tổng hợp năng lợng trên sông Đồng Nai ( Xem bản đồ vị trí khu vực công trình trong phụ lục bản vẽ).
- Công trình thuỷ điện Đồng Nai 5 đợc đề nghị nghiên cứu các phơng án tuyến nh
sau: Tuyến 1; tuyến 2 cách tuyến 1 khoảng 1km về phía hạ lu và tuyến 1A cách tuyến 1
khoảng 5,5km về phía thợng lu ( Xem bản đồ tổng thể tài liệu địa hình khu vực công
trình đầu mối).
- Căn cứ theo địa hình tại tuyến 1A, tại đây lòng sông hẹp, hai bên bờ sông là sờn

núi cao, độ dốc lớn.
- Với phơng án xây dựng đập làm hồ chứa: Sông Đồng Nai trong khu vực hồ chứa
chảy theo hớng Đông Bắc Tây Nam. Vùng hồ không có dân c, đất đai cha đợc canh
tác. Về địa chất, khu vực tuyến 1A không lộ đá Granit, nền khu vực hồ chứa phân bố đá
cát bột kết xen kẹp phiến xét của hệ tầng La Ngà, đá cứng chắc có c ờng độ cao. Trong
khu vực không có các thung lũng cắt sâu kề cận, mực nớc dới đất cao nên hiện tợng
mất nớc sang các lu vực kế cận không có khả năng xảy ra, chỉ có khả năng mất nớc qua
nền và vai đập.
- Vách hồ chứa dốc 250 400, đất Eluvi khá dày nên khả năng tái tạo sạt lở sau
khi có hồ là tất yếu. Nhng do chiều rộng hồ chứa bé, chiều dài sông ngắn nên hiện tợng
tái tạo sạt lở xảy ra không đáng kể ( chủ yếu là trợt đất ).
- Vách bờ hồ dốc nên khả năng bán ngập không có khả năng xảy ra.
-Theo điều tra sơ bộ thì khu vực hồ chứa cha phát hiện có mỏ khoáng sản nào đạt
trữ lợng công nghiệp.
Từ những nhận xét trên, em chọn phơng thức khai thác kiểu đập cho công trình
thuỷ điện Đồng Nai 5. tại tuyến 1A, lòng sông thu hẹp nên tuyến đập sẽ ngắn, khối lợng xây dựng đập nhỏ, có thể xây dựng đập cao tạo hồ chứa, có cột nớc cao tăng khả
năng phát điện.
17


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

3. Chọn mức bảo đảm tính toán.

3.1. khái niệm về mức bảo đảm tính toán.
Trạm thuỷ điện làm việc phụ thuộc vào tình hình nguồn nớc hay điều kiện thuỷ
văn của từng vùng. Trong điều kiện thuỷ văn thuận lợi, trạm thuỷ điện làm việc tơng
đối ổn định đảm bảo cung cấp điện an toàn. Nhng nếu gặp những năm bất lợi về thuỷ

văn nh những năm rất kiệt, lu lợng thiên nhiên đến quá nhỏ hoặc những năm có lũ lớn
làm cột nớc phát điện giảm nhỏ thì công suất phát sẽ bị giảm theo, do đó cần có một
mức độ chắc chắn trong việc cung cấp điện của trạm thuỷ điện.
3.2. Chọn mức bảo đảm tính toán cho công trình.
Trạm thuỷ điện Đồng Nai 5 có nhiệm vụ phát điện là chính, có công suất nhỏ
hơn ( 300 50 )MW, theo quy phạm TCXDVN 285 2002 công trình thuộc cấp 2
và có mức bảo đảm tính toán là 90%.
4. Phơng pháp tính toán xác định MNDBT và độ sâu công tác của
hồ chứa.

4.1. Mực nớc dâng bình thờng và các nhân tố ảnh hởng.
MNDBT là mực nớc cao nhất của hồ chứa trong điều kiện làm việc bình thờng
của nhà máy. Nó là thông số quan trọng nhất trong các thông số cơ bản vì nó liên quan
đến các chỉ tiêu kinh tế và chỉ tiêu năng lợng của nhà máy thuỷ điện.
- Về mặt công trình: MNDBT quyết định chiều cao đập, kích thớc các công trình
xả lũ, số lợng và kích thớc đập phụ, lợng tổn thất do bốc hơi, thấm,...
- Về mặt kinh tế: MNDBT tăng sẽ làm vốn đầu t xây dựng công trình và chi phí
hàng năm tăng, mức độ tăng dần vì xuất hiện nhiều đập phụ, diện tích ngập lụt
tăng, công tác xử lý nền móng phức tạp, tốn kém,...
- Về mặt phòng lũ: Khi MNDBT tăng, dung tích hữu ích tăng, khả năng cắt lũ
tăng và giảm biện pháp ngăn ngừa ở hạ l, nh vậy là có lợi.
- Về mặt phát điện: Khi MNDBT tăng thì mực nớc tăng, Nbđ tăng, Nlm tăng, E
tăng nhng độ tăng giảm dần.
- Về mặt cung cấp nớc: MNDBT càng cao khả năng cung cấp nớc càng lớn
trong mùa kiệt cho các ngành khác nh tới, giao thông,...
- Về ngập lụt: MNBDT tăng dẫn tới diện tích mặt hồ tăng ngập lụt càng lớn.

18

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

- Về mặt tài nguyên xã hội: Khi MNDBT tăng có thể ảnh hởng tới vùng sinh
sống của các dân tộc có nền văn hoá lâu đời trong lòng hồ, buộc họ phải di dời
đi nơi khác để sinh sống, nh vậy làm tăng tiền đền bù di dân tái định c. Hoặc
việc tăng MNDBT sẽ làm gây ngập lụt ở một số danh lam thắng cảnh, di tích
lịch sử và tài nguyên khoáng sản có trữ lợng tơng đối, có khả năng khai thác
công nghiệp, gây thiệt hại về kinh tế.
4.2. Sơ bộ xác định mực nớc dâng bình thờng.
Để xác định mực nớc dâng bình thờng, ta dựa vào giới hạn trên và giới hạn dới,
giả thiết nhiều giá trị mực nớc dâng bình thờng, tính toán kinh tế kĩ thuật để phân tích
lựa chọn MNDBT hợp lý.
- MNDBT lớn nhất đợc xác định từ các điều kiện sau:
+ Theo điều kiện địa hình địa chất.
+ ảnh hởng đến môi trờng: Ngâp lụt, di dân, làm lại đờng giao thông, nhà máy xí
nghiệp dời đi
+ Bậc thang của trạm thuỷ điện.
- MNDBT nhỏ nhất đợc xác định bởi yêu cầu dùng điện và yêu cầu về lợi dụng tổng
hợp ( Dùng nớc cải tạo đất và nuôi trồng thuỷ sản ).
Trong phạm vi đồ án và đợc sự đồng ý của giáo viên hớng dẫn em tiến hành tính
toán thuỷ năng với các phơng án MNDBT nh sau: 290; 287,5; 285 (cận trên cao trình
MNDBT của hồ chứa thuỷ điện Đồng Nai 5 bị giới hạn bởi cao trình mực nớc hạ lu
thuỷ điện Đồng Nai 4 xấp xỉ cao trình 290m ). Sau đó sẽ lựa chọn ra một phơng án
mực nớc dâng bình thờng hợp lý.
Chơng II: tính toán thuỷ năng cho từng phơng án mực nớc
dâng bình thờng
Phơng án MNDBT = 290m.
1. Xác định dung tích hữu ích (Vhi).

Xét biểu đồ phụ tải của hệ thống điện Việt Nam nói chung, thời gian đỉnh cao
điểm khoảng 6 giờ/ngày. Trạm thuỷ điện Đồng Nai nh đã trình bày ở trên là trạm thuỷ
điện điều tiết ngày nên trong tính toán lấy 6 giờ/ngày.
Xác định Qbđ:
19


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Lu lợng bảo đảm là lu lợng trung bình thời đoạn (tháng) ứng với mức bảo đảm tính
toán.
Từ chuỗi dòng chảy trung bình tháng của liệt 26 năm, ta xắp sếp ( 26ì12 ) giá trị
lu lợng trung bình tháng đó theo thứ tự giảm dần và xây dựng đờng tần suất lu lợng
trung bình tháng. Từ đờng tần suất đó ứng với mức bảo đảm tính toán ta xác định đợc
Qbđ = Q90% = 74,7 (m3/s).
Xác định dung tích hữu ích.
Vhi = k ì Qbđ ì (24-t) ì3600 ; m3
Trong đó: - k là hệ số an toàn; k = 1,1.
- Qbđ là l lợng bảo đảm.
- Số giờ phát công suất lắp máy; t = 6h
- 3600: số giây trong 1 giờ.
Vhi = 1,1 ì 74,7 ì (24 6) ì3600 = 5,3.106 (m3).
2. Xác định mực nớc chết (MNC).
Với MNDBT = 290m tra quan hệ W~Ztl ta có: VMNDBT = 114,7.106 m3.
VMNC = VMNDBT - Vhi = (114,7 5,3).106 = 109,4.106 m3.
Tra quan hệ W~Ztl ta có MNC = 288,75m MNC = 288,5m.
Kiểm tra theo điều kiện lắng đọng bùn cát của hồ chứa.
Mực nớc chết xác định theo điều kiện bồi lắng đợc tính theo công thức sau:

MNC = Zbc + h1 + h2 + D
Trong đó:
Zbc là cao trình bồi lắng bùn cát tính theo tuổi thọ của công trình.
h1 là độ ngập sâu của trần CLN dới MNC.
h2 là độ vợt cao của ngỡng CLN so với cao trình bồi lắng.
Lấy h1 = h2 = 0,5 m.
D là chiều cao cửa lấy nớc. ở đây cửa lấy nớc đợc thiết kế có tiết diện tròn.
- Xác định cao trình bùn cát:
Theo tài liệu phù sa ta có tổng lợng phù sa lắng đọng năm của hồ là:
20


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5
Wphù sa = 0,211.106 m3/n

Công trình thuỷ điện Đồng Nai 5 là công trình cấp II nên thời gian tính toán dung
tích bồi lắng của hồ chứa bị lấp đầy là 100 năm. Vởy tổng lợng phù sa lắng đọng của
công trình trong 100 năm là: Wbc = 100.0,211.106 = 21,1.106 m3.
Tra quan hệ Z~W ta đợc Zbc = 257,62 m.
- Xác định sơ bộ đờng kính D:
Có Qbđ = 74,7 m3/s
Sơ bộ ta xác định đợc lu lợng lớn nhất:
Q max =

V hi
5,3.10 6
+ Qbd =
+ 74,7 = 297,76 m3/s

k .t.3600
1,1.6.3600

Sơ bộ chọn 2 tổ máy QTmax =

Q max 297,76
=
= 148,88 m3/s.
2
2

Fc ln =

Q T max
Vc ln

Trong đó Vcln là lu tốc trên lới chắn rác. Vcln =1ữ1,2 m/s. Chọn Vcln = 1,1 m/s
Fc ln =

148,88
= 135,35m 2
1,1

D=

4F
=


4 ì 135,35

= 13,13m
3,14

MNC = 257,62 + 0,5 + 13,13 + 0,5 = 271,75 m < 288,5m
Vậy chọn MNC = 288,5m.
3. Xác định độ sâu công tác của hồ chứa ( hct).
Độ sâu công tác của hồ chứa là khoảng cách từ MNDBT đến MNC.
hct = MNDBT MNC = 290 288,5 = 1,5m.
4. Xác định công suất bảo đảm ( Nbđ ).
4.1. Khái niệm.
Công suất bảo đảm (Nbđ) là công suất bình quân thời đoạn tính theo khả năng
dòng nớc ứng với mức bảo đảm tính toán của trạm thuỷ điện.

21


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Công suất bảo đảm là một thông số cơ bản của trạm thuỷ điện bởi vì khả năng phủ
phụ tải của trạm thuỷ điện lớn hay nhỏ chủ yếu là do công suất bảo đảm quyết định. Nó
chỉ ra mức độ tham gia vào cân bằng công suất điện lợng trong hệ thống điện.
4.2. Xác định công suất bảo đảm ( Nbđ ).
Khác với trạm thuỷ điện điều tiết năm, trạm thuỷ điện điều tiết ngày không có hồ
chứa dung tích lớn để điều tiết phân phối dòng chảy trong 1 năm mà chỉ điều tiết dòng
chảy trong 1 ngày, vì vậy đối tợng nghiên cứu ở đây không phải là công suất bảo đảm
mùa kiệt, mà là công suất bảo đảm ngày để chế độ công tác trong ngày ổn định.
Các phơng pháp xác định công suất bảo đảm của TTĐ điều tiết ngày:
Xác định công suất bảo đảm từ lu lợng bảo đảm:

Nbđ = kn.Qbđ.H
Phơng pháp này đợc ứng dụng trong trờng hợp TTĐ không có nguy cơ giảm cột nớc quá đáng trong mùa lũ, tức là đờng tần suất công suất bình quân thời đoạn xấp xỉ
trùng với đờng tần suất lu lợng.
Xác định công suất bảo đảm theo đờng tần suất công suất dòng nớc:
Phơng pháp này dựa vào lu lợng thiên nhiên trung bình của mỗi thời đoạn để xác
định cột nớc cho thời đoạn ấy. ứng với Q và H của mỗi thời đoạn sẽ xác định đợc một
công suất N. Dựa vào các trị số N của các thời đoạn của cả liệt năm thuỷ văn ta vẽ đờng
tần suất công suất N = f(P%). Trên đờng tần suất đó ứng với mức bảo đảm tính toán P
% sẽ có Nbđ cần tìm.
Phơng pháp này đợc ứng dụng rộng rãi, tính chính xác cao nhng khối lợng tính
toán lớn.
Trong đồ án này em xác định Nbđ theo lu lợng bảo đảm.
N bd = k n .Q bd .H
Trong đó:
kn: là hiệu suất của TTĐ; kn = 9,81.T.mp.Tl.
Chọn kn = 8,5 ( Không xét đến tổn thất cột nớc).
Qbđ: là lu lợng bảo đảm; Qbđ = 74,7 m3/s.
H: là cột nớc của TTĐ ứng với Qbđ.
H = Z TL Z HL ( Qbd )
22


đồ án tốt nghiệp
Ta có:

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

V = V MNC +

V hi

5,3.10 6
= 109,4.10 6 +
= 112,05.10 6 m 3
2
2

Tra quan hệ Z ~ V ta đợc Z TL = 289,37 m
Từ Qbđ = 74,7 m3/s tra quan hệ Q~ZHL ta đợc:
Z HL ( Qbd ) = 223,93m
H = 289,37 223,93 = 65,44m .

Vậy:

Nbđ = 8,5.74,7. 65,44 = 41551 KW = 41,55MW

5. Xác định công suất lắp máy (Nlm).
5.1. Khái niệm
Công suất lắp máy là công suất tối đa mà TTĐ có thể phát đợc trong quá trình làm
việc bình thờng.
Công suất lắp máy bằng tổng công suất định mức của các tổ máy trong nhà máy.
5.2. Nguyên lý xác định
Công suất lắp máy khi chọn phụ thuộc vào công suất bảo đảm và nhiệm vụ cung
cấp điện của TTĐ trong hệ thống điện.
Theo quan điểm thiết kế công suất lắp máy đợc xác định theo công thức:
Nlm= Nctmax + Ndtr + Ntrùng = Nty + Ntrùng
Trong đó:
- Nctmax là công suất công tác lớn nhất của nhà máy thuỷ điện (ứng với phụ tải lớn
nhất).
- Ndtr là công suất dự trữ của NMTĐ bao gồm: Ndtr = Ndf+ Nds + Ndsc.
Với Ndf là công suất dự trữ phụ tải. Nhằm đáp ứng nhu cầu dùng điện thay đổi đột

ngột trong thời gian ngắn.
N

TĐ
df

N HT
df
= HT
.N TctĐmax ; N HT
(
) HT
df = 2% 5% Pmax
Pmax

Nds là công suất dự trữ sự cố. Nhằm mục đích thay thế cho các tổ máy bị sự cố thời
gian đòi hỏi dài.
mf
N HT
ds N H lớn nhất trong hệ thống.

23


đồ án tốt nghiệp
N scT Đ =

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5
TĐ
N HT

ds .N ct max
(
) HT
; N HT
ds = 5% 10% Pmax
HT
Pmax

Ndsc : Công suất dự trữ sửa chữa đảm bảo yêu cầu phụ tải khi tiến hành duy trì sửa
chữa định kỳ tổ máy.
Ntr: Công suất trùng là phần công suất lắp thêm của TTĐ để tận dụng lợng nớc
thừa trong mùa lũ. Nó không có tác dụng làm giảm công suất tất yếu của TTĐ mà có
tác dụng giảm chi phí hàng năm của hệ thống C HT
hn .
Nty: Công suất tất yếu là thành phần công suất nhất thiết phải có nó phụ thuộc vào
công suất bảo đảm, khả năng điều tiết của hồ, biểu đồ phụ tải và yêu cầu lợi dụng của
các ngành lợi dụng tổng hợp.
5.3. Xác định Nlm của TTĐ Đồng Nai 5.
Trong đồ án này, do không có đủ tài liệu về biểu đồ phụ tải, nên ta xác định N lm
nh sau:
Với giả thiết TTĐ phát điện với công suất lắp máy tối đa 6 giờ trong 1 ngày và trữ
hoàn toàn trong 18 giờ, ở trên ta xác định đợc Qmax nh sau:
V hi
5,3.10 6
Qmax = Qbđ +
= 74,7 +
= 297,76 m3/s.
1,1.6.3600
1,1.6.3600

Từ đó xác định công suất lắp máy nh sau:
N lm = k n .Q max .H
Trong đó: Kn = 8,5.
H là cột nớc trung bình của TTĐ. H = H ( Qbd ) = 65,44m .
Nlm = 0,9.8,5.297,76.65,44 = 149063 KW = 149,063 MW.
Do trạm thuỷ điện Đồng Nai 5 có hồ chứa điều tiết ngày nhng khi tính toán với
thời đoạn là tháng nên kết quả tính đợc có thể sẽ thiên lớn vì vậy khi tính toán ta có thể
nhân thêm với 1 hệ số an toàn là 0,9. Sơ bộ em chọn N lm = 150MW rồi sau đó sẽ kiểm
tra cụ thể ở phần sau.
Khi đó lu lợng lớn nhất qua turbin là:
Q max =

(

150.10 3
= 269,67 m 3 / s
8,5.65,44

Lu lợng nhỏ nhất qua turbin là:
24

)


đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Q min = 70%

(

Q max
269,67
= 70%.
= 94,4 m 3 / s
2
2

)

(Với giả thiết 2 tổ máy).
6. Xác định điện lợng bình quân nhiều năm (Enn) và số giờ lợi dụng công suất lắp
máy (hlm).
Cột nớc nhỏ nhất mà trạm thuỷ điện phát đợc công suất bảo đảm trong quá trình
làm việc bình thờng của trạm thuỷ điện đợc xác định nh sau:
Hmin = MNC Zhl (Qmax).
Với Qmax = 269,67 tra quan hệ Q~Zhl Zhl = 226,17m
Hmin = 288,5 226,17 = 62,33m
Điện lợng bình quân nhiều năm ( nn ) đợc xác định từ chuỗi dòng chảy trung bình
tháng của liệt 26 năm ( 1978 2003). Kết quả tính toán cụ thể ở bảng phụ lục. Trình
tự tính toán nh sau:
Giả thiết giá trị Htt = Hmin rồi sau đó lập bảng tính thuỷ năng cho liệt năm khi biết
Nlm = 150 MW.
- Cột (1): Năm tính toán
- Cột (2): Tháng trong năm.
- Cột (3): Lu lợng thiên nhiên đến TTĐ - lu lợng trung bình tháng (Qtn).
- Cột (4): Tổn thất thấm - Qth =

th V

2,63.10 6

.

Trong đó: th hệ số thấm; th = 0.5%
V = V MNC +

V hi
= 112,05.10 6 m 3
2

- Cột (5): Tổn thất bốc hơi gia tăng trong năm ( hbh ).
- Cột (6): Tổn thất bốc hơi - Qbh =

h bh .F
2,63.10 6

( F đợc xác định từ quan hệ W~Z~F; F = 4,42km2 )
- Cột (7): Lu lợng đến TTĐ sau khi đã trừ đi tổn thất ( Qhl );
- Cột (8): Mực nớc thợng lu bình quân ( tl );
25