Thiết kế trạm thủy điện mường hum PA1

Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy giáo Th.S Lê Ngọc Sơn là người
trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế trạm thủy
điện Mường Hum PA1 ”.
Đồ án này là kết quả của sự tổng hợp và vận dụng toàn bộ kiến thức của 4,5
năm học tập nghiêm túc và rèn luyện liên tục. Em cũng xin chân thành cảm ơn các
thầy cô trong trường Đại học Thủy Lợi, các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật thủy
điện và Năng lượng tái tạo, khoa Năng lượng đã trang bị cho em những kiến thức
cơ bản và chuyên sâu cũng như tạo điều kiện để em có thể hoàn thiện đồ án tốt
nghiệp này.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn cổ vũ, động
viên và trợ giúp em trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Trong thời gian thực hiện đồ án, do kiến thức và thời gian còn hạn chế, chưa
có kinh nghiệm thực tế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận
được nhiều ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo, các bạn để đồ án tốt nghiệp được
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 20 tháng 6 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Vũ Ngọc Giang

1
SVTH: Vũ Ngọc Giang

1

Lớp: 52Đ1

Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

LỜI NÓI ĐẦU
Năng lượng điện có vai trò vô cùng to lớn trong sự phát triển văn hoá và đời
sống nhân loại. Nhu cầu điện năng của cả thế giới tăng trưởng ngày càng mạnh hoà
nhịp với tốc độ tăng trưởng nền kinh tế chung, có thể nói một trong những tiêu
chuẩn để đánh giá sự phát triển của một quốc gia đó là nhu cầu sử dụng điện năng.
Nguồn điện năng chủ yếu là nhiệt điện than, nhiệt điện khí đốt, thuỷ điện, điện
nguyên tử và một số nguồn năng lượng khác như năng lượng gió, năng lượng mặt
trời …
Ở nước ta, điện năng luôn đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp phát triển
kinh tế của đất nước. Để đáp ứng sự phát triển của nền kinh tế đất nước thì yêu cầu
về điện năng đòi hỏi ngày càng nhiều. Hiện nay ở nước ta nguồn năng lượng thuỷ
điện chiếm vai trò quan trọng trong hệ thống điện Việt Nam. Nó chiếm tỷ trọng
khoảng 45% công suất của hệ thống điện Việt Nam. Tuy nguồn thuỷ điện chiếm
một tỷ trọng lớn nhưng chúng ta cũng mới chỉ khai thác được khoảng 20% trữ năng
lý thuyết của các con sông ở Việt Nam.
Mặt khác nhu cầu sử dụng điện của các hộ dùng điện thay đổi từng giờ vì vậy
để đáp ứng sự thay đổi đó thì trong hệ thống điện không thể thiếu các trạm thuỷ
điện có khả năng thay đổi công suất trong thời gian ngắn.
Chính vì tầm quan trọng cũng như tiềm năng của thuỷ điện là rất lớn, do đó
đòi hỏi người thiết kế và thi công các trạm thuỷ điện phải nắm vững những kiến
thức về thuỷ điện.
Để củng cố và hệ thống lại những kiến thức về thuỷ điện, được sự đồng ý của
nhà trường và Hội đồng thi tốt nghiệp khoa Năng Lượng, em được giao đề tài ‘Thiết
kế trạm thuỷ điện Mường Hum PA1

2
SVTH: Vũ Ngọc Giang

2

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

PHẦN I : TỔNG QUAN VÀ TÀI LIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN
1.1. Vị trí công trình.
Nhà máy thủy điện Mường Hum 1 nằm ở tỉnh Lào Cai,miền Bắc nước ta,trên sông
nhánh Mường Hum là nhánh sông bờ trái của nhanh sông bậc 1 Ngòi Phát thuộc bờ
phải sông Hồng. Vị trí nhà máy nằm ở bờ phải sông, cách đập về phía hạ lưu
3.6m(theo dòng sông) 103°44′30″kinh đông, 22°32′30″ vĩ bắc. Điều kiện giao thông
công trình thủy điện, vị trí đập cách thị trấn Mường Hum chỉ 2km, giữa đập và nhà
máy có 7km đường nối lại với nhau. NM cách huyện Bát Xát 22km, cách thành
phố Lào Cai 40km. Diện tích tập trung nước mưa từ vị trí đập trở lên là
347.4km2，diện tích tập trung nước mưa từ vị trí nhà máy trở lên là 360.1km2.
1.2. Nhiệm vụ công trình.
Công trình nhà máy thủy điện Mường Hum 1 là nhà máy dạng dòng chảy, các công
trình chủ yếu của đầu mối gồm có: đập bê tông trọng lực (kể cả đập tràn), hầm bằng
trên, dẫn nước phát điện, giếng điều áp, giếng đứng, hầm bằng dưới và nhà máy
phát điện, trạm phân phối điện v.v… Mục tiêu chính của công trình là phát điện,
công suất lắp máy 2×14MW.

3
SVTH: Vũ Ngọc Giang

3

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

CHƯƠNG 2: TÀI LIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
2.1 Tài liệu thủy văn.

a. Quan hệ tổn thất cột nước.
Tổn thất cột nước: Tổng thật cột nước bao gồm tổn thất dọc hành trình và tổn thất
cục bộ, mối quan hệ giữa tổn thất cột nước trong giai đoạn trước và lưu lượng chảy
qua được thể hiện trong bảng.
Hw，m， 0.00
Q(m3/s) 0.0

0.29
5.0

1.18
10.0

2.71

15.0

5.67
20.0

8.86
25.0

12.76
30.0

14.52
32.0

15.20
35.0

b. Quan hệ mực nước hồ,diện tích,dung tích hồ.
Z(m)
F(km2)
W(106m3)
Z(m)
F(km2)
W(106m3)
Z(m)
F(km2)
W(106m3)

534
0.00

535
0.00

536
0.00

537
0.01

538
0.02

539
0.03

540
0.04

541
0.05

542
0.05

2
0.00

5
0.00

9

3
0.02

4

6

4

4
545
0.08

0.07

0.11

9
0.21

1
544
0.07

0.04

2

0.15

548

549
0.13

550
0.14

8
551
0.16

3
552
0.17

5
0.34

4
0.42

3
0.51

9
0.99

1

0.72

7
0.85

6
1.31

6
554
0.20

5
555
0.22

3
556
0.23

557
0.25

3
558
0.26

1

559
0.28

4
560
0.30

6
1.70

1
1.91

6
2.14

1
2.38

7
2.64

2

3
3.21

3
3.52

1

4

3

7

6

3

6

0.011
546
0.09

2
547
0.10

0.12

3
0.611

2.92

1.15

9

543
0.066
0.257
553
0.191
1.502

561
0.32

c. Quan hệ lưu lượng,mực nước tại nhà máy.

4
SVTH: Vũ Ngọc Giang

4

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư
2.2

Z(m)

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

430.3 430.8

431.
2

431.6 432

432.4

2.66

7.8

3

Q(m /s
)
Z(m)
Q(m3/s
)

0

0.27

436.1 437.2
184.6 322

1.13
438.

2
520

4.88

433.
1
13.9
9

T

434.1 435.1 à
40.05 94.78

439.6 441.3 442.3 443

445

446

810

2289

2667

1223

1480

1681

i

liệu địa chất.

Căn cứ vào tài liệu khoan thăm dò DK4 và DK5, hệ tầng thứ 4 bờ trái tầng phủ và
phong hóa mạnh sâu khoảng 3.9m, hệ tầng thứ 4 tầng phủ và phong hóa mạnh sâu
3.5m. Cao trình đường phân thủy 2 bờ đều lớn hơn 850m.
Khu vực vị trí đập phân chia từ trên xuống dưới là:Tầng bồi tích hệ thứ tư，a
Q，， chủ yếu là cuội sỏi tròn, cứng cấu thành, cỡ hạt 3-5cm，có lẫn cát vàng
thô 10%-20%. Chiều dày 3-5m，Chủ yếu phân bố bờ phải và lòng sông vị trí đập.
Tầng sườn tàn tích，edQ，，Thành phần chủ yếu là đất sét màu vàng, đỏ thẫm, màu
tro, xen kẹp đá dăm và cuội sỏi và các mảnh đá granit phong hóa. Chiều dày 35m，Chủ yếu phân bố bờ trái, bờ phải vị trí đập
Khu vực phân hóa mạnh ，IA，，đất sét màu vàng, đỏ, xám, cỡ hạt cuội sỏi xen 12m，dày 4.5m，Chủ yếu phân bối ở bờ phải .
Khu vực đá tươi: Đá granit màu xanh xám, cứng, dạng đá tải, nứt nẻ ít, chiều
rộng nứt nẻ nhỏ 1mm，trong khe chèn nhét các chất ôxit mà nâu đỏ phân bố toàn bộ
khu vực đập.
Khu vực vị trí đập chưa phát hiện có đứt gãy cấu tạo lớn xuyên qua, đá gốc nền
đập tính thấu nước yếu ，q=0.016-0.029l/min.
2.3 Tài liệu địa hình.

Vị trí đập hồ chứa nằm ở trung du sông Mường hum, tại đoạn sông
1.4km hạ lưu cầu Mường Hum, thị trấn Mường Hum. Đoạn lòng sông tương đối
hẹp, thành hình chữ V không đối xứng, lòng sông rộng 25m，cao trình đáy 530.02533.31m，độ dốc bờ trái tương đối thoải, từ 35°，46°. Độ dốc bờ phải tương đối dốc,
từ 55°，65°. Dòng nước sông chảy đến vị trí đập theo hướng SW
2.4 Tài liệu khí tượng.
5
SVTH: Vũ Ngọc Giang

5

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

Gió.

-

Tốc độ gió lớn nhất bình quân nhiều năm

24.00m/s

Tốc độ gió lớn nhất (P=2%)

38.3m/s

Hành trình gió thổi hữu ích

1.5km

-

Bốc hơi.
Lưu lượng bốc hơi các tháng của mặt hồ chứa:

Tháng
Lượng

1
38.0

bốc

2
44.

3
68.7

5

4
66.

5
62.

6
50.

7
48.

8

43.

9
37.

10
31.

11
30.

1

7

9

6

7

3

3

3

12
35.5

Năm
557.6

hơi
(mm)

PHẦN II: TÍNH TOÁN THỦY NĂNG
CHƯƠNG I: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG
1.1. Mục đích tính toán thủy năng
Mục đích của tính toán thủy năng là từ tài liệu Thuỷ văn, khí tượng Thuỷ
văn, địa hình, địa mạo khu vực xây dựng công trình, tình hình địa chất, địa chất
thuỷ văn, các đặc trưng lòng hồ, tính toán để xác định các thông số cơ bản sau: Mực
nước dâng bình thường (MNDBT). Mực nước chết ( MNC ), hay là độ sâu công tác
(hct). Công suất bảo đảm (Nbđ). Công suất lắp máy (Nlm). Điện lượng bình quân
nhiều năm (Enn). Số giờ lợi dụng công suất lắp máy (h ldNlm). Cột nước lớn nhất (H
max

). Cột nước nhỏ nhất (H

min

). Cột nước bình quân gia quyền (H bq). Cột nước tính

toán Htt.
1.2. Chọn mức bảo đảm tính toán
Theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD VN 285:2002 “Công trình thủy
lợi Các qui định chủ yếu về thiết kế” do Bộ trưởng Bộ xây dựng ký ngày
28/08/2002, Công trình thủy điện Mường Hum được tính toán với công trình cấp
III, do đó Ptk = 85%.
1.3 Chọn phương thức khai thác thủy năng

6
SVTH: Vũ Ngọc Giang

6

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

Căn cứ vào điều kiện địa hình tuyến công trình cho thấy địa hình tại đoạn sông
thượng nguồn có độ dốc khá lớn, lòng sông hẹp dùng đập dâng thì đập sẽ rất cao, hồ
điều tiết không lớn, chi phí đầu tư lớn mà không có lợi nhiều. Trong trường hợp
này, để tận dụng toàn bộ lợi thế địa hình đặc biệt là độ dốc của lòng sông nên em
chọn phương thức khai thác thủy năng kiểu đường dẫn.

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THỦY NĂNG
2.1 Mực nước dâng bình thường (MNDBT
2.1.1 Khái niệm MNDBT
MNDBT là mực nước cao nhất trong hồ trong điều kiện làm việc bình
thường, là một thông số quan trọng của TTĐ, MNDBT có quan hệ mật thiết đến cấp
công trình, quy mô công trình, đến tính khả thi của công trình...
2.1.2 Lựa chọn MNDBT
MNDBT là mực nước cao nhất của hồ chứa trong điều kiện làm việc bình
thường của nhà máy thủy điện. Nó là thông số quan trọng nhất trong các thông số
cơ bản vì nó liên quan đến các chỉ tiêu kinh tế và các chỉ tiêu năng lượng của nhà
máy thủy điện.

Trong đồ án này, em được thầy giao phương án MNDBT cho TTĐ Mường Hum 1
là 550 m
2.2. Mực nước chết (MNC)
2.2.1.Khái niệm MNC

7
SVTH: Vũ Ngọc Giang

7

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

Mực nước chết (MNC) là mực nước thấp nhất trong hồ chứa trong điều kiện
làm việc bình thường. MNC của công trình ứng với các phương án tuyến đập khác
nhau lựa chọn trên cơ sở dung tích chết xác định từ dung tích bồi lắng của hồ chứa.
2.2.3 Xác định MNC theo điều kiện bồi lắng
Xác định cao trình bùn cát: (Zbc)

Vbcll =

Kρ .W 0 .T
γ

÷

+ K : Hệ số lắng đọng K =(0,2 0,8) lấy K= 0,5.
ρ
ρ
+ : Hàm lượng phù sa, = 0,02 (kg/m3).

γ bc
+

γ bc
: Là dung trọng của bùn cát.

=1400 (kg/m3).

+T : Thời gian nạo vét đáy hồ T = 15 năm.
+
Wo

Wo

: Lượng nước trung bình nhiều năm.
×

×

×

×

= Q50%×365×24×3600 = 16,7 365 24 3600 = 526,65 106 (m3)


Vbcll = 69230,77 (m3)
Vbcdđ= 30%Vbcll =0,3×69230,77 = 20769,23(m3)

 Vbc= += 69230,77 +20769,23= 90000(m3)

Từ Vbc tra quan hệ Z -V ta được Zbc = 539,5 (m)
MNCbl = Zbc + H + h1+h2
+ Zbc: Cao trình bùn cát bùn cát.
+ h1: Là khoảng cách an toàn từ MNC đến trần cửa lấy nước. Chọn h1 =1(m).
+ h2: Là khoảng cách an toàn từ Zbc đến chân cửa lấy nước. Chọn h2 = 1(m).
+ H : Là chiều cao cửa vào của cửa lấy nước.
Fcln= mà ta có =(1,8÷2)Q50%=2×16,7=33,4(m3/s), Vcln=1 (m/s)
→ Fcln= = 33,4 (m2) →H=== 6,5(m)
 MNCbl= 539,5 +6,5+1+1= 548 (m)(1)

8
SVTH: Vũ Ngọc Giang

8

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

Hình minh hoạ các mực nước hồ chứa
2.2.4 Xác định MNC theo điều kiện làm việc của tuabin

hct = MNDBT –MNC ≤ 1/3 Hmax

Z hlQ1tm min − H wQ1tm min
Hmax =MNDBT-

=550-433,24-3,2=113,56 (m)

MNC ≥ 550- 113,56/3= 512,15 (m) (2)
=>MNC theo điều kiện giới hạn (1) và (2) MNC=max(MNC1,MNC2 )= 548 (m)

2.25 Xác định MNC theo điều kiện dung tích hữu ích tối thiểu
Xác định dung tích có ích của hồ chứa: (Vhi)
Vhi= k×Qbđ×(24-T)×3600
÷

+ k : Là hệ số an toàn, k=(1,1 1,15). Chọn k=1,15.
+ T: Là số giờ phủ đỉnh biểu đồ phụ tải. Trong tài liệu chọn T = 5h.
+ Qbđ=3,49 (m3/s) tra từ đường tần suất lưu lượng ngày đêm ứng với Ptk =85%
→Vhi = 1,15×3,49×(24-5)×3600= 274,52×103 (m3)
Từ MNDBT= 550m tra quan hệ Z-V ta suy ra dung tích ứng với MNDBT là:
VMNDBT= 994×103 (m3).
 VMNC = VMNDBT – Vhi= 994×103 – 274,52×103 = 719,48×103 (m3)

Tra quan hệ V-Z hồ chứa và nội suy ta có MNC = 547,97 (m)
Từ 3 điều kiện trên ta suy ra MNC= Max( 3 trường hợp trên )= 548 m
Kết luận : MNC = 548 m là hợp lý

2.2.5 Kiểm tra khả năng điều tiết hồ

Từ các thông số hồ chứa đã xác định ta tính hệ số điều tiết: β =

Vhi
Wbq

+ Vhi = 275,52×103 (m3) : Dung tích hữu ích của hồ chứa (m3/s)
+ Wbq : Lượng nước trung bình nhiều năm, xác định theo công thức:
Wo

×

×

×

×

= Q0.365.24.3600 = 16,7 365 24 3600 = 526,65 106 (m3)

Với Q0: lưu lượng trung bình nhiều năm, Q0= 16,7( m3/s).
9
SVTH: Vũ Ngọc Giang

9

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

→ β=

Vhi
Wbq

= =0.5

×

10-3 << 0,02

Như vậy hồ chứa có khă năng điều tiết ngày đêm.
2.3. Xác định các thông số năng lượng của TTĐ
2.3.1 Xác định công suất bảo dảm theo đường tần suất công suất bình quân thời đoạn
- Công suất bảo đảm là công suất trung bình tính theo khả năng dòng nước trong thời kỳ
nước kiệt ứng với mức bảo đảm tính toán TTĐ
- Nội dung phương pháp: Tiên hành xác định công suất trung bình ngày của các liệt năm
thủy văn hiện có của công trình thiết kế, sau đó tiên hành xây dựng đường tần suất công
suất bình quân ngày, ứng với Ptk tìm được Nbd
2.3.2 Xác đinh Nbd cho TTĐ Mường Hum
Do tài liệu thủy văn chỉ có đường duy trì lưu lượng bình quân ngày đêm nên ta xác
định công suất bào đảm theo đường duy trì lưu lượng.
Với trạm thủy điện điều tiết ngày đêm, do cột nước biến động trong vòng một ngày
đên là không nhiếu, tần suất lưu lượng Q trùng với tần suất công suất. Chính vì vậy có thể
tính Nbd theo công thức sau:
Nbd = K.Qbd.H(Qbd)
+ K: là hệ số công suất của TTĐ, đối với TTĐ điều tiết ngày đêm ta lấy K= 8,5
+Qbd: Lưu lượng ứng với tần suất thiết kế, Qbd = 3,49 (m3/s)
+H(Qbd): Là cột nước của TTĐ ứng với Qbđ

hwQbd

Z tl
H(Qbd) =

– Zhl(Qbd)-

Ztl: Mực nước thượng lưu trung bình
VMNC +

Vtb =

Vhi
0, 275.106
= 0, 723.106 +
=
2
2

×
0,86 106

Tra quan hệ Z ~ V ta được Ztl =549,06 (m)
Zhl(Qbd): Mực nước hạ lưu ứng với Qdb= 3,49 (m3/s)
Tra quan hệ Q ~ Zhl : Zhl(Qdb) = 431,79(m)
- hw: tra quan hệ Q-hw ta được hw= 0,2 (m)
Vậy H(Qbd)=549,06 – 431,79 – 0,2 = 117,07 m


10
SVTH: Vũ Ngọc Giang

Nbd=8,5×117,07×3,49= 3472,88 KW
10

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

2.3.3 Xác định công suất lắp máy
Công suất lắp máy là công suất tối đa mà TTĐ có thể phát được trong quá trình làm
việc bình thường. Nó bằng tổng công suất định mức của từng tổ máy của trạm thủy điện ở
quá trình làm việc bình thường.
Công suất lắp máy là công suất định mức của nhà máy thuỷ điện. Theo quan
điểmthiết kế nó bao gồm các thành phần:
Nlm = Nctmax + Ndt + Ntr
Trong đó: + Nctmax là công suất phát điện lớn nhất đảm bảo khả năng phủ đỉnh của
biểu đồ phụ tải
+ Ndt là công suất dự trữ của trạm thuỷ điện, nó phụ thuộc vào tầm quan trọng của
trạm thuỷ điện trong hệ thống điện. Đối với TTĐ điều tiết ngày thường N dt là dự trữ phụ tải
do có sự tổn thất điện năng khi đưa lên hệ thống.
+ Ntr là công suất phát điện trùng. Lắp thêm công suất này phụ thuộc vào khả năng
phát điện của TTĐ thay thế cho các trạm khác.
Ta xác định Nlm theo tính toán sơ bộ.
Do tài liệu thuỷ văn chỉ có đường duy trì lưu lượng bình quân ngày đêm nên ta xác
định công suất lắp máy theo đường duy trì lưu lượng.

Dựa vào công thức kinh nghiệm sau đây:
+ Kinh nghiệm thiết kế: Nlm = (2-8)Nbđ
+ Kinh nghiệm vận hành: hldNlm = (3800 – 4200) h
Trong đồ án này em giả thiết Nlm theo kinh nghiệm thiết kế với :
÷

÷

Nlm=(2 8) Nbd = 6,95 28,78(MW)
Việc lựa chọn Nlm phải tiến hành dựa trên số giờ lợi dụng công suất lắp máy. Ta
chọn 1 số giá trị Nlm để tính toán:
Chọn Nlm = 26; 27; 28 MW
Sau đó xác định Nlm bằng cách lập các bảng tính thuỷ năng với N lm là các giá trị
trên bằng cách thay các giá trị N> N lm trong bảng bằng các giá trị N lm này rồi tính Eo và số
giờ lợi dụng công suất lắp máy.
Số giờ lợi dụng khoảng (3800 – 4200)h đối với trạm điều tiết ngày đêm
Bảng kết quả tính toán thủy năng được (phụ lục chương 2 )
Giải thích bảng tính toán:
•
•

Cột 1: Tần suất Pi (%)
Cột 2: Thời đoạn tính toán ∆t
∆t = ∆Pi * 87,6 (giờ), ∆Pi = Pi - Pi-1

11
SVTH: Vũ Ngọc Giang

11

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

Cột 3:Lưu lượng thiên nhiên (Qtn) đến hồ chứa tương ứng với tần suất (m3/s)
Cột 4: Lưu lượng thấm trung bình QTH ( m3/s)
QTH = αth*Vtb / ∆t
αth :Hệ số thấm bình quân trong tháng αth = 1%
Vtb Dung tích trung bình Vtb = Vc +Vhi / 2
• Cột 5: Lưu lượng bốc hơi trung bình Qbh ( m3/s)
h bh .F
Q bh =
∆ t = (m3/s)
Tổn thất bốc hơi:
•
•

h bh : Lượng nước bốc hơi bình quân: h bh (mm)
F : Diện tích mặt hồ bình quân :từ V tra quan hệ Z~F~V ⇒ F (m2)
•

•

•
•
•
•

•
•

Cột 6: Lưu lượng tại tuyến công trình ( m3/s)
Qthuc = Qtn - QTH - Qbh
• Cột 7: Lưu lượng Qgt (hạn chế)( m3/s)
Cột 8 : Lưu lượng qua nhà máy thủy điện QTD
Nếu Qgt < Qthuc thì QTD = Qgt
Nếu Qgt > Qthuc thì QTD = Qthuc
Cột 9: Lưu lượng xả qua tràn Qxa=Qthuc-Qgt
Cột 10: Mực nước thượng lưu nhà máy Ztl (m)
Ztl = f(Vtb ) Qthuc>Qgt Ztl=MNDBT,QthucCột 11 : Mực nước hạ lưu nhà máy Zhl ( m )
Zhl = f(Qthuc )
Cột 12 : Hw- Tổn thất cột nước, Tra theo quan hệ Q~hw với Q = Qfđ
Cột 13 : Hfd - Cột nước phát điện của TTĐ, H = Ztl -Zhl - htt,
Cột 14 : công suất phát điện TTĐ
NTD = N ; Nếu N > Nlm thì NTD = Nlm

•

Cột 15 : Qgt(hạn chế tính lại)(m3/s)

•

Cột 16 : Điện lượng E(MWh)
E = NTD * ∆t

•

Cột 17 : Ni * Hi

•

Cột 18 : E*H

Ta có bảng tính thủy năng ở phần phụ lục tính toán
Bảng 3.2 : kết quả tính toán thủy năng
Nlm
h( giờ)

12
SVTH: Vũ Ngọc Giang

26
4454

28
4125

12

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

Để chọn Nlm tối ưu cần phải tiến hành thiết kế TTD cho từng phương án công suất

lắp máy, tính toán chi phí và lợi ích cho từng phương án, sau đó so sánh kinh tế lựa chọn
phương án có công suất lắp máy sao cho hiệu quả . Trong đồ án này em lựa chọn công suất
lắp máy theo số giờ lợi dụng công suất lắp máy đồng thời để dễ dàng trong việc tính toán
và lựa chọn thiết bị cho nhà máy. Từ kết quả tổng hợp bảng trên em lựa chon phương án
Nlm= 28 MW.( Chi tiết xem Phục lục chương 2 )

2.4. Xác định các thông số cột nước của trạm thủy điện.
2.4.1 Cột nước trung bình Hbq
H bq =

∑ Ei .H i 12758611
=
= 108.11m
∑ Ei
118020

Là cột nước lớn nhất xảy ra trong quá trình vận hành bình thường của TTĐ.
Hmax được xác định như sau:
Hmax = MNDBT – Zhl(Qmin) -

hw

, Qmin=

Qmin
: Lưu lượng nhỏ nhất qua nhà máy thủy điện trong qúa trình vận hành bình
thường của TTĐ.

N lmtm
Nmin= (50-60%)

Sơ bộ ta chọn số tổ máy Z =2, Nmin = 50% ×= 7 (MW).
Giả thiết các giá trị

H gt max

, tính thử dần sao cho.
== MNDBT.

Bảng 13: Ta được Hmax= 117 m, Qmin = 7.04 m3/s

2.4.3. Cột nước nhỏ nhất Hmin , cột nước tính toán Htt
Hmin là cột nước nhỏ nhất trong quá trình làm việc bình thường của TTĐ.
Htt là cột nước nhỏ nhất mà trạm thủy điện có thể phát được công suất lắp máy
và tổ máy phát được công suất định mức.

13
SVTH: Vũ Ngọc Giang

13

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

Đối với TTĐ đường dẫn, dao động cột nước chủ yếu do tổn thất côt nước gây
÷

nên. Vì vậy để đảm bảo với cột nước nào trong khoảng (Hmin Hmax) cũng phát được
công suất

N lm

ta chọn Htt =

được xác định như sau:

Hmin= MNC - Zhl(QTDmax) - hw, QTDmax =

N lm
N lm
=
k * H tt k * H min

gt
Z hlgt + H min
+ hw

Giả thiết các giá trị , tính thử dần=

= MNC ,ta được.

Bảng 14
Ta được Hmin=Htt=99.5 m, Qmax=33.11 (m3/s)
2.4.4. Xây dựng quan hệ Q ~ H với ZTL= MNDBT =550m
+Q: Lưu lượng qua nhà máy.
+Hw: Tổn thất cột nước trên tuyến năng lượng.
+Zhl: Mực nước hạ lưu ứng với Q.

H = MNDBT – Zhl(Q) – Hw
Bảng 15
2.4.5. Xây dựng quan hệ Q ~ H với Ztl = MNC = 548 m
+Q: Lưu lượng qua nhà máy.
+Hw: Tổn thất cột nước trên tuyến năng lượng.
+Zhl: Mực nước hạ lưu ứng với Q.
H = MNC – Zhl(Q) – Hw
2.4.6. Xây dựng quan hệ Q ~ H với Nmin = 7 MW
+Q: Lưu lượng qua nhà máy.
+Hw: Lổn thất cột nước trên tuyến năng lượng.
N min *1000
8.5 * Q

Công thức:

H=

Giả thiết các giá trị Hx, sử dụng công thức trên ta xách định được Qx tương ứng với cột nước
Hx, Zhl=Zhl lũtk , Hw nội suy Q~Hw, Ztl được xách đinh bằng Ztl = Zhl + Hx +Hw.

Bảng 17
14
SVTH: Vũ Ngọc Giang

14

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

2.4.7 Xây dựng quan hệ Q ~ H với Nlm = 28 MW
+Q: Lưu lượng qua nhà máy.
+Hw: Lổn thất cột nước trên tuyến năng lượng.
N lm *1000
8.5 * Q

Công thức:

H=

Giả thiết các giá trị Hx, sử dụng công thức trên ta xách định được Qx tương ứng với cột nước
Hx, Zhl=Zhl lũtk , Hw nội suy Q~Hw, Ztl được xách đinh bằng Ztl = Zhl + Hx +Hw.

PHẦN III - LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN
CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG
Tuabin thủy lực và máy phát điện là hai thiết bị quan trọng nhất trong nhà máy
thủy điện. Tuabin thủy lực là một động cơ chạy bằng sức nước, dùng để biến đổi
thủy năng thành cơ năng làm quay máy phát điện.
Việc lực chọn thiết bị đặc biệt là tuabin và máy phát có ý nghĩa rất quan trọng
trong việc thiết kế nhà máy. Nó quyết định kích thước, quy mô nhà máy, khối lượng
xây dựng, đào đắp…đặc biệt là ảnh hưởng tới việc cung cấp điện và hiểu quả kinh
tế của nhà máy. Do vậy, khi chọn thiết bị đòi hỏi phải tiến hành tính toán cho các
phương án lựa chọn khác nhau để chọn ra phương án tối ưu nhất.
1.1 Các thông số dùng để chọn thiết bị
Qua tính toán thủy năng ta có các thông số sau:
+
+

+
+

Cột nước lớn nhất
Cột nước tính toán
Cột nước nhỏ nhất
Cột nước bình quân

Hmax = 117 m
Htt = 99.5 m
Hmin = 99.5m
Hbq = 108.11 m

1.2 Yêu cầu lựa chọn thiết bị
-

Đảm bảo an toàn cung cấp điện, thiết bị phải có hiệu suất cao
Vốn đầu tư, mua sắm nhỏ; chi phí quản lý, vận hành ít
Điều kiện vận chuyển thiết bị thuận tiện

15
SVTH: Vũ Ngọc Giang

15

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

16
SVTH: Vũ Ngọc Giang

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

16

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

CHƯƠNG 2: CHỌN SỐ TỔ MÁY
2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến số tổ máy
Các yếu tố ảnh hưởng đến số tổ máy
Yếu tố ảnh
hưởng
Kỹ thuật

Nội dung
Zmin phải đảm bảo an toàn cung cấp điện cho hệ thống Ntm < Ndt
Tuabin làm việc trong vùng có hiệu suất cao:

Năng lượng

-Tuabin tâm trục: Z↑→ηmax↑, nên chọn nhiều tổ máy

Quản lý vận

-Tuabin cánh quay: Z ít thì η ít thay đổi, nên chọn ít tổ máy
-Z nhiều → quản lý vận hành khó khăn, phức tạp

hành
Vốn đầu tư
Vận chuyển, lắp
ráp

-Z ít → quản lý vận hành đơn giản hơn
Z↑ → chi phí tăng (gồm chi phí thiết bị, kích thước nhà máy
tăng, khối lượng xây lắp lớn).
Z nhỏ, kích thước thiết bị lớn → vận chuyển gặp khó khăn (thiết
bị liền khối, cồng kềnh…), cần chọn Z sao cho thiết bị phù hợp
với phương tiện giao thông, đường xá….

2.2 Lựa chọn số tổ máy
Việc chọn số tổ máy phải thông qua so sánh kinh tế, kỹ thuật của các phương án,
so sánh độ tăng của chi phí xây dựng, lắp ráp, trang thiết bị... với độ tăng thêm của
điện năng. Việc so sánh này đòi hỏi nhiều thời gian và nhiều tài liệu về giá cả thị
trường. Trong giới hạn về thời gian và tài liệu của đồ án tốt nghiệp, em chưa làm
được điều này.
Với những kết quả thu được từ phần tính thủy năng, sơ bộ em tiến hành chọn
thiết bị. Kết quả thấy rằng, với phương án Nlm = 28(MW), số tổ máy z = 2 thì các
thiết bị chính như: bánh xe công tác, máy phát , máy làm mát là những thiết bị
chính đều có sẵn trên thị trường, chính vì vậy em chọn phương án z = 2 là phương
án cuối cùng của em

17
SVTH: Vũ Ngọc Giang

17

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA TUABIN VÀ MÁY PHÁT
3.1 Xác định các thông số của tuabin
3.1.1. Xác định tubin
Công suất định mức của mỗi tổ máy là: Ntm= == 14MW.
Công suất định mức của tuabin: Ntb= = = 14.74 MW.
+ Nlm: Công suất lắp máy. Nlm=28 MW.
+ Z: Số tổ máy TTĐ. Chọn Z= 2
+ ηmf: Hiệu suất máy phát : ηmf=(0,95 ÷ 0,98). Chọn ηmf= 0,95
Căn cứ vào công suất tuabin và với dao đông cột nước:
Hmin ÷ Hmax=(99.5 ÷ 117). Ta chọn được tuabin HL200
3.1.2 Xác định đường kính tuabin D1
Đối với turbin tâm trục, D1 là đường kính lớn nhất cửa vào của BXCT. Nó được
tính theo công thức:
D1tt =

N tb
9,81.η tt.Q'1tt H tt. H tt

Trong đó + Ntb- công suất định mức của một turbin.
+ ηtt- hiệu suất của turbin thực tại điểm tính toán. (Sơ bộ chọn ηtt = ηM).

+ QItt’- lưu lượng dẫn suất của turbin thực tại điểm tính toán.(chọn Q Itt’=
QIM’).
+ Q’IM, ηM- lần lượt là lưu lượng dẫn suất, hiệu suất của turbin mẫu tại
điểm tính toán, nó chính là giao điểm giữa đường n’ 1Mtt (số vòng quay dẫn suất của
turbin mẫu tại điểm tính toán) với đường hạn chế công suất 95%.
+ Htt- cột nước tính toán của TTĐ, Htt = 99.5 (m).
Tìm số vòng quay dẫn suất của turbin mẫu tại điểm tính toán (n’ 1Mtt).

n’IMtt=

n’I0 +( 2 ÷ 5)
+ n’ I0 – số vòng quay dẫn suất của turbin mẫu tại điểm có hiệu suất lớn
nhất: n’I0 = 68 (v/ph)
.

+ n’IMtt = n’I0 + 2 = 68 + 2 = 70 (v/ph).

Dựa vào đường đặc tính tổng hợp chính của turbin HL 220 ta tìm được điểm tính
toán của turbin mẫu thuộc đường hạn chế công suất 95% là:
Q’IM = 0.95 (m3/s), ηM = 89.7(%)
18
SVTH: Vũ Ngọc Giang

18

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

Thay số vào công thức ta được đường kính D1tt như sau:
D1tt =

14740
= 1.33( m)
9.81*0.897*0.95*99.5* 99.5

Với turbin tâm trục chọn D1tc chọn D1tt =1.33 m
Q’1 = NTB/(9,81. ηtb. D21tc. H1.5tt )
trong đó: - Q’1: lưu lượng quy dẫn của TB
-

NTB : công suất của TB
D1tc: đường kính tiêu chuẩn của TB
Htt : cột nước tính toán

Q’1 = 14740/(9,81. 0,897. 1.332. 99.51.5) =0.95(m3/s)
5% ,
Chọn D1 : D1 = 1.33 m.
Các kích thước khác của Turbin: D0 = 1.2D1 = 1.6 m
D2=0.95D1 =1.26 m
Db = 1.4 D1 = 1.86 m
Da = 1.9D1 = 2.52 m
b0 = 0.25 D1 = 0.33 m.
3.1.3 Xác định số vòng quay đồng bộ

ntt =

n 'I H tt
D1

trong đó: + D1: đường kính BXCT, D1 = 1.33 (m)
+ cột nước tính toán, Htt = 99.5(m ).
+ n’I - số vòng quay quy dẫn tính toán của turbin thực
được tính:.
 η T max


− 1
 η

n’I = n’I0 + ∆ n’1 ; với với ∆n’I = n’I0.  M max 

(1)

Trong đó:
+ ∆n’I- chênh lệch giữa số vòng quay dẫn suất của turbin thực và mẫu.
19
SVTH: Vũ Ngọc Giang

19

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

+ ηTmax, ηMmax- hiệu suất lớn nhất của turbin thực và turbin mẫu, tra trên
đường ĐTTHC của turbin mẫu ta được ηM max = 0.925
Với cột nước tính toán Htt =99.5 m < 150 m thì ηT max được tính theo công thức
(3-34) trang 68 SGTTBTL như sau:

ηT max = 1 − (1 − η M max) . 5

D1M
D1T

) = 1-{(1- 0.925). } = 0.939
trong đó:

D1M, D1T- đường kính BXCT của turbin mẫu và turbin thực.
D1M = 0,46 (m)

Từ (1) Ta có ∆n’I =

*(

-1) = 68*-1) =0.5vòng/phút

Vậy nI’ =68+0.5 = 68.5 v/ph

ntt =

n 'I H tt
D1

= =525.6 vòng/phút

Từ bảng (8.3) GTTBTL chọn được số vòng quay đồng bộ là
ntc=500(v/ph) ;2p=12.
3.1.4 Xác định số vòng quay lồng của turbin nl ( v/ph)
Là số vòng quay đột biến của BXCT, nó xảy ra khi mômen lực chuyển động của
rôto tổ máy (Mđ) lớn hơn mômen cản chuyển động rôto máy phát (Mc).
n11' . H max
n1 =
D1tc

Trong đó: n’1l- số vòng quay lồng quy dẫn tuabin HL 200, tra bảng tuabin ta
được nIl’ = 115,3 (v/ph)

Thay số ta đươc: nl =

115,3. 99.5
1.3

= 884.7(v/ph)

3.1.5 Kiểm tra lại các thông số của turbin
Khi cột nước làm việc của tuabin dao động từ (Hmax÷ Hmin) thì vùng làm việc của
tuabin sẽ được giới hạn bởi hai đường nằm ngang n’1MHmin và n’1MHmax trên đường
ĐTTHC.
20
SVTH: Vũ Ngọc Giang

20

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

 =

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

500 ×1.33
= 61.48
117

(v/ph)

⇒ n'1MH max = n'1TH max−Δn'1 = 61.48– 0.5 =60.98 (v/ph)

 =

500 ×1.33
= 66.67
99.5

(v/ph)

⇒ =66.67 – 0.5=66.17(v/ph)
N max
Q1' MHm
ax =

NTB
14740
=
= 0.75
2
9.81.ηtt .D1tc .H max . H max 9.81× 0.897 ×1.332 ×117 × 117

(m3/s)
N max
Q1' MH
=
min

NTB
9,81.ηtt .D1tc .H min . H min
2

=

14740
= 0.95
9.81× 0.897 ×1.332 × 99.5 99.5

(m3/s).
N min
Q1' MHm
ax =

N min
Q1' MH

min =

N min
9.81.ηtt .D1tc .H max . H max
2

=

7000
= 0.36(m3 / s )
2
9.81× 0.897 × 1.33 ×117 × 117

N min
7000
=
= 0.45( m3 / s)
2
2
9.81.ηtt .D1tc .H min . H min 9.81× 0.897 ×1.33 × 99.5 × 99.5

Tổng hợp lại ta có 4 điểm:
' N max
QMHm
ax

A(n’1Mhmax,

N max
Q1' MH

min

) = (60.98;0.75);

B(n’1Mhmin,

' N min
QMHm
ax

C(n’1Mhmax,

) = (66.17;0.95);
N min
Q1' MH
min

) = (60.98;0.36);

D(n’1Mhmin,

) = (66.17;0.45);

Ta đưa 4 điểm lên đường đặc tính tổng hợp chính ta thấy vùng làm việc của
tuabin là đa giác ABCD : Hình 2 phần phụ lục
Trọng lượng tuabin
Với tuabin tâm trục trọng lượng máy phát tính theo công thức kinh nghiệm :
b
GTB = k2 .D1a .H max
2

2

trong đó: Hmax = 117m ; k2 = 17,4; a2 = 0,49; b2 = 0,16
→ GTB = 17,4.1.330,49.1170,16=42.87 (T)
Trọng lượng BXCT: GBXCT = 0,13GTB = 5.57 (T)
21
SVTH: Vũ Ngọc Giang

21

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

Trọng lượng trục tuabin: Gtrục = 0,8GBXCT = 4.46 (T)
3.1.6 Xác định chiều sâu hút Hs
Độ cao hút HS là khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt nước hạ lưu đến điểm
có áp suất nhỏ nhất trên cánh bánh xe công tác (BXCT).Với tuabin tâm trục người
ta quy ước điểm áp suất nhỏ nhất trên BXCT có cao trình tương đương đáy cánh
hướng nước.
∇
Hs = 10 - 900- (σM+ ∆σ ).Htt

Trong đó:
+σM - Hệ số khí thực của tuabin mẫu tra trên đường ĐTTHC với điểm tính
toán

σM = 0.09
+∇ - Cao trình lắp máy so với mực nước biển.
Sơ bộ chọn ∇ = Zhlmin = Zhl(Qmin) = 432,34 (m). Với ( Qmin=7,04 m3/s)
+∆σ - Độ điều chỉnh hệ số khí thực do có sự sai khác giữa tuabin thực và
tuabin mẫu, tra trên hình 7-4-GTTBTL-tr126 với Htt=99,5 (m) ta được ∆σ =0,02

Thay số :Hs = 10 -

135.005
900

- ( 0.09 + 0.02)x 99,5 => Hs =-1,43 m.

Muốn chọn Hs hợp lý cần phải xét các tổ hợp mực nước và cột nước khác
nhau. Từ đó tính ra trị số Hs cho phép với mỗi tổ hợp nói trên. Sau đó chọn ra Hs
cho phép hợp lý nhất
3.1.7 Xác định cao trình lắp máy ∇ lm
Cao trình lắp máy là cao trình mặt phẳng nằm ngang đi qua trung tâm cánh
hướng nước đối với tuabin tâm trục.Sơ bộ xác định theo công thức:
b0
∇lm = Zhlmin + Hs + 2 = 432,34-1,43 + = 431,1(m).

Trong đó:
+Zhlmin - Mực nước hạ lưu ứng với lưu lượng nhỏ nhất chảy qua NMTĐ trong
điều kiện hoạt động bình thường của TTĐ.
22
SVTH: Vũ Ngọc Giang

22

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

+b0 - Chiều cao cánh hướng nước.
Việc chọn cao trình lắp máy còn phải kiểm tra cao trình miệng ống hút so với
mực nước hạ lưu min ( Zhlmin

≥

∇moh + 0,5 m). Do đó trong phần tính toán các cao

trình nhà máy thuỷ điện sẽ được kiểm tra và chọn lại cho phù hợp.
Các thông số turbin chọn được tóm tắt trong bảng 20
3.2 Lựa chọn máy phát (MF) và các kích thước cơ bản của máy phát
. Máy phát là thiết bị động lực của nhà máy thủy điện, dùng để biến cơ năng ở
trục turbine thành điện năng ở đầu ra máy phát. Lựa chọn máy phát phải đảm bảo
yêu cầu kinh tế kỹ thuật: giá rẻ, sản xuất hàng loạt, đảm bảo an toàn cung cấp điện.
Công suất toàn phần :
cos

ϕ

S mf =

N mf
cos ϕ = = 17.5 (MVA) Với Nmf = = =14 (MW)

: hệ số công suất của máy phát điện, cos

ϕ

= 0,8 (do S

≤

125MVA)

Do các máy phát có trong các bảng tra không phù hợp với công suất của trạm
thủy điện Mường Hum , nên em đưa ra phương án thiết kế máy phát.
-

Công suất máy phát: So=K*Smf = 1,0817.5 = 18.9 (MVA)
Công suất trên mỗi cực máy phát S*= Smf/2p = 1.46
Chiều dài cung tròn bố trí cực roto:

τ * = A.S *α

(m)

A, ， được xác định theo bảng 1-2 trang 227 - Giáo trình Công trình
TTĐ, phụ thuộc vào chế độ làm mát. Chọn phương thức làm mát máy phát
bằng không khí
A= 0.529, ， = 0.246 ;

-

τ*

= 0.427(m)

Đường kính rô to xác định theo công thức:

τ * .2 p
Di =
π

Di ≤
-

Kiểm tra vận tốc dài lớn nhất của bộ phận quay:

= 1.86 (m).

60VP
π .K P .n0

Trong đó:
• VP :vận tốc dài quay lồng cho phép lớn nhất;
VP = 160m/s ( Khi Smf<175MVA)
23
SVTH: Vũ Ngọc Giang

23

Lớp: 52Đ1

Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo

• n0: số vòng quay định mức đồng bộ: 500 v/ph
• Kp: Hệ số quay lồng của tuabin
n Ip'

Kp =

⇒ Di = 1.86
-

60 ×160
3,14 ×1.85 × 500

n I' 0

=

125.5
68

= 1.85

= 3.3 (m).

Kiểm tra điều kiện tháo lắp tuabin
Di > Dg + 0.6 =1.86 + 0.6 = 2.46 m

Dg = Db = 1.86 m
Vậy chọn Di = 2.46 m
la =

-

Chiều cao lõi thép được xác định theo công thức:
CA =

Trong đó:

R
S *y

30.C A .S o
π .n0 .Di2

(m)

= 11.23

R, y được xác định theo bảng 1-2 trang 227 - Giáo trình Công
trình TTĐ, phụ thuộc vào chế độ làm mát. Chọn phương thức làm mát máy
phát bằng không khí: R= 18,8. y = 0,18.
Vậy: la = 1.1 (m)
Ta có nđb =500 > 150.
Di /la < 4
Ta chọn máy phát kiểu treo
3.2.1 Các kích thước của máy phát điện
+Chiều cao lõi thép la=110 cm

+Đường kính lõi thép Da=252cm
•

Đường kính trục MP chọn bằng đường kính tuabin.
+Đường kính ngoài trục tuabin
÷

3

N mf n0

dv =(12 14)

24
SVTH: Vũ Ngọc Giang

24

Lớp: 52Đ1


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Kỹ thuật thủy điện và Năng lượng tái tạo
3

N mf n 0

chọn dv= 14

3

= 14

14000 / 500

= 42 cm

+Đường kính trong trục tuabin
4

(

d v d v3 − 113 N mf / n0

)

d’v=

4

42 ( 423 − 113 ×14000 / 500 )

=
= 41.5 cm

•

Stator MP:
+Đường kính ngoài máy phát

Da = Di + (0.4

÷

0.9m) = 2.46 + 0.48 = 2.94 (m)

+Chiều cao MP
hst = la+75cm =67+ 75 = 142 cm
+Đường kính MF n0 = 500 (v/p)
Dst = (1.15 + 0.0007n0)
•

×

×

×

(1.15 + 0.0007 500) 2.46 = 3.69 (m)

Gía chữ thập trên:
+Chiều cao
÷

÷

×

÷

h1 = (0.2 0.25)Di ; h1 = (0.2 0.25) 246 = (42.9 61.5) (cm) Chọn h1= 60
cm
+Đường kính
D1 = Dst = 3.69 (m)
•

Đường kính giết tuabin Dg
+Chọn sơ bộ Db = Dg = 1.86 (m)

•

Giá chữ thập dưới
+Chiều cao
÷

÷

×

h2 = (0.1 0.12)Dg chọn h2 = 0.12Dg = (0.1 0.12) 186
Chọn h2 = 20(cm) =0.2 (m)
+Đường kính
D2 = Dg + 20 cm = 186 + 20 = 206 (cm) = 2.06(m)
+ Khoảng cách
÷

a = (0.2 0.3) m.Chọn a = 0.25 (m)
25
SVTH: Vũ Ngọc Giang

25

Lớp: 52Đ1