LUẬN văn sư PHẠM vật lý tìm HIỂU về NHÀ máy THỦY điện NHÀ máy THỦY điện TRỊ AN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.3 MB, 103 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Đề tài: TÌM

HIỂU VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRỊ AN

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Lê Văn Nhạn

Trần Hoàng Ân_1090302
Lớp: Sư phạm vật lý – Công nghệ K35

Cần Thơ, 5/2013

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hướng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

MỤC LỤC
Tên đề mục ...................................................................................................... Trang
Chương một:TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ VAI TRÒ CỦA
NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ......................................................................................... 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN ....................................................... 1
Các nguồn năng lượng điện nguyên thủy ................................................................ 1
1.1.2

Các nguồn năng lượng tái tạo .................................................................. 1

1.1.3

Năng lượng thủy năng ............................................................................. 2

1.2 VAI TRÒ CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ....................................................... 5
1.2.1 Khái niệm ................................................................................................. 5
1.2.2 Ưu điểm ..................................................................................................... 5
1.2.3 Nhược điểm: .............................................................................................. 6
Chương hai:LỊCH SỬ HÌNH THÀNH, TÌNH HÌNH VÀ KẾ HOẠCH PHÁT
TRIỂN THỦY ĐIỆN. ............................................................................................... 9
2.1 TRÊN THẾ GIỚI ............................................................................................. 9
2.1.1 Lịch sử hình thành .................................................................................... 9
2.1.2 Tình hình ................................................................................................... 11
Kế hoạch phát triển thủy điện ................................................................................. 12
2.2 Ở VIỆT NAM.................................................................................................... 13
2.2.1 Lịch sử hình thành .................................................................................... 13
2.2.2 Tình hình ........................................................................................................ 15
2.2.2.1 Tiềm năng .......................................................................................... 15
2.2.2.2 Hiện trạng .......................................................................................... 16
2.2.2.3 Kế hoạch phát triển ............................................................................ 19
Chương ba:CƠ SỞ LÝ THUYẾT............................................................................ 22
3.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CHUNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ........ 22
3.2 SƠ ĐỒ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ..................................................................... 23
3.3 CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ......................... 24

3.4 PHÂN LOẠI NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ........................................................... 25
3.4.1 Nhà máy thủy điện kiểu lòng sông (hay sau đập) .................................... 25
Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hướng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

3.4.2 Nhà máy thủy điện đường dẫn ................................................................. 26
3.4.3 Nhà máy thủy điện tổng hợp .................................................................... 27
3.4.4 Các đập thủy điện ..................................................................................... 27
3.4.5 Turbine nước trong nhà máy thủy điện ................................................... 27
3.4.5.1 Các thông số của dòng chảy và turbine nước .................................... 30
a. Cột áp .............................................................................................. 30
b. Lưu lượng ........................................................................................ 30
c. Công suất turbine ............................................................................. 30
d. Hiệu suất turbine.............................................................................. 30
e. Đường kính bánh công tác và số vòng quay turbine ....................... 31
f. Số vòng quay đặc trưng của turbine ................................................. 32
3.4.5.2 Phân loại turbine theo năng lượng dòng chảy.................................... 33
a. Turbine xung lực............................................................................... 33
b. Turbine phản lực............................................................................... 36
3.4.6 Máy Phát điện trong nhà máy thủy điện........................................... 40
3.4.6.1 Cấu tạo của máy phát điện .......................................................... 40
a. Phần cảm (rotor) ......................................................................... 41

b. Phần ứng (stator)......................................................................... 43
c. Phần kích từ ....................................................................................... 43
3.4.6.2 Các thông số chủ yếu của máy phát điện đồng bộ ............................. 44
a. Điện kháng đồng bộ dọc trục và ngang trục (Xd và Xq )................... 44
b. Điện kháng quá độ X’d ............................................................... 45
c. Điện kháng siêu quá độ X” d ....................................................... 45
d. Hằng số quán tính cơ Tj ............................................................... 45
3.4.6.3 Nguyên lý làm việc của máy phát điện ........................................ 45
a. Sự phát sinh ra suất điện động xoay chiều AC ............................ 46
b. Tần số của suất điện động cảm ứng ............................................ 47
c. Tốc độ đồng bộ ................................................................................... 48
d. Số cực và số vòng quay ................................................................ 49
e. Cường độ của suất điện động cảm ứng ........................................ 50
Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hướng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

f. Phương trình điện áp ................................................................... 52
g. Công suất điện từ của máy phát điện .......................................... 53
h. Công suất định mức của máy phát điện ............................................. 54
i. Công suất khả dụng ............................................................................ 54
k. Công suất phản kháng ....................................................................... 56
l. Hiệu suất máy phát điện.................................................................... 56

3.4.7 Máy biến thế và các bộ phận truyền tải điện năng .................................. 58
3.4.7.1 Cấu tạo máy biến thế .......................................................................... 58
3.4.7.2 Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế ............................................ 59
3.5 TỰ ĐỘNG HÓA TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN...................................... 61
3.6 MINH HỌA CƠ CẤU VẬN HÀNH CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN............. 63
Chương bốn:NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRỊ AN ..................................................... 70
4.1 TÌM HIỂU VỀ SÔNG ĐỒNG NAI .................................................................. 71
4.1.1 Tên gọi ....................................................................................................... 71
4.1.2 Các phụ lưu ............................................................................................... 71
4.1.3 Các công trình thủy điện và thủy lợi ........................................................ 71
4.2 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ XÂY DỰNG NHÀ MÁY .......................... 72
4.3 CÁC THÔNG SỐ NHÀ MÁY.......................................................................... 77
4.3.1 Các hạng mục công trình .......................................................................... 77
4.3.2 Hồ chứa ..................................................................................................... 80
4.3.3 Thiết bị công nghệ ..................................................................................... 80
4.3.3.1 Turbine thuỷ lực ................................................................................. 80
4.3.3.2 Máy phát thuỷ điện............................................................................. 81
4.3.3.3 Máy biến thế tăng áp ............................................................................ 82
4.3.3.4 Máy biến thế tự dùng ......................................................................... 82
4.3.3.5 Trạm Phân phối 220kV và 110kV ...................................................... 82
4.3.4

Sản lượng điện thống kê từ 1988 – 2001 ................................................. 82

4.3.5 Các thành tích nhà máy đã đạt được ....................................................... 83
4.3.6 Vị trí Nhà máy trong lưới điện và quan hệ Nhà máy với Tập Đoàn....... 83
4.3.7 Công tác quản lý vận hành và duy tu bảo dưỡng thiết bị ....................... 84
Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hướng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

4.3.8 Sơ đồ tổ chức và chức năng nhiệm vụ của các phòng, phân xưởng ........ 84
4.3.8.1 Chức năng, nhiệm vụ các phòng, phân xưởng ................................... 85
a, Văn Phòng ........................................................................................ 85
b, Phòng Tổ Chức Lao Động ................................................................ 85
c, Phòng Tài Chính Kế Toán ............................................................... 85
d, Phòng Kế Hoạch Vật Tư .................................................................. 85
e, Phòng Kỹ Thuật................................................................................ 85
f, Phân Xưởng Vận Hành .................................................................... 85
g, Phân Xưởng Điện Tự Động .............................................................. 85
h, Phân Xưởng Cơ Khí Thuỷ Lực ........................................................ 85
Chương năm: KẾT LUẬN ....................................................................................... 86
Chương sáu: MỘT SỐ HÌNH ẢNH CỦA CHUYẾN ĐI THỰC TẾ TẠI NHÀ
MÁY THỦY ĐIỆN TRỊ AN..................................................................................... 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 92

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Lời cảm ơn

LỜI CẢM ƠN
Sau khoảng thời gian học tập và nghiên cứu, đến nay luận văn của em đã được
hoàn thành. Để có được kết quả này, đó không phải là công sức của một mình em,
mà còn có sự hổ trợ hết mình từ gia đình, thầy cô và bạn bè. Do đó em xin gửi lời
cảm ơn sâu sắc đến mọi người.
Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và những người thân, họ luôn
ủng hộ em về tinh thần lẫn vật chất trong suốt khoảng thời gian qua và cả những
ngày tháng sau này nữa.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy Lê Văn Nhạn
đã chấp nhận hướng dẫn luận văn cho em. Thầy đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tài
liệu, tạo mọi điều kiện cho em trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp.
Kế đến, em cũng xin gởi lời tri ân sâu sắc đến quý thầy cô trong Bộ môn Vật
lý, cũng như quý thầy cô đã từng giảng dạy em trong suốt thời gian học đại học.
Mặc dù, các thầy cô không trực tiếp hướng dẫn em làm luận văn tốt nghiệp nhưng
các thầy cô đã nhiệt tình giảng dạy, giúp em hoàn thành khóa học một cách tốt nhất.
Em chân thành cảm ơn.
Bên cạnh đó, em cũng xin cảm ơn quý thầy cô trong hội đồng chấm luận
văn đã dành thời gian xem em báo cáo và cho em những đóng góp quý báo giúp em
hoàn chỉnh luận văn hơn.
Và lời cảm ơn cuối cùng dành cho những người bạn đáng quý, đặc biệt cảm ơn
bạn Trương Thị Thùy Trang đã cùng em vượt qua những khó khăn, luôn sẻ chia
những kiến thức trong học tập, những vui buồn trong cuộc sống. Cảm ơn các bạn!
Cần Thơ, ngày …... tháng …. năm 2013
Sinh viên
Trần Hoàng Ân

Giáo viên hướng dẫn
Thầy Lê Văn Nhạn

Sinh viên thực hiện
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Nhận xét

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................

................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Giáo viên hướng dẫn
Thầy Lê Văn Nhạn

Sinh viên thực hiện
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Nhận xét

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................

................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Giáo viên hướng dẫn
Thầy Lê Văn Nhạn

Sinh viên thực hiện
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Nhận xét

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................

Đó là lý do em chọn đề tài: “Tìm hiểu về nhà máy thủy điện, nhà máy thủy
điện Trị An” làm luận văn tốt nghiệp của mình, đây là một trong những nhà máy
thủy điện lớn nhất nước ta, là nơi cung cấp điện cho toàn miền Nam.
Trong khoảng thời gian ngắn và lượng kiến thức có hạn, nên trong bài luận
văn sẽ khó tránh khỏi những sai sót, em mong sự thông cảm và góp ý của thầy cô và
các bạn.

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM
BỘ MÔN VẬT LÝ


Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

Chƣơng 1

TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG ĐIỆN VÀ VAI TRÕ CỦA NHÀ
MÁY THỦY ĐIỆN
1.1 TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG ĐIỆN:
Hiện nay, có rất nhiều nguồn năng lƣợng đang đƣợc sử dụng. Các nguồn

năng lƣợng đƣợc phân ra thành 2 loại: năng lƣợng tái tạo và năng lƣợng không tái
tạo.
1.1.1 Các nguồn năng lƣợng điện nguyên thủy:
Năng lƣợng có nguồn gốc từ nhiều nguồn. Tuy nhiên hầu hết năng lƣợng đƣợc
sử dụng để đáp ứng nhu cầu điện năng ngày càng tăng của thể giới có nguồn gốc từ
nhiên liệu hóa thạch: Than đá, dầu, khí thiên nhiên… Việc phụ thuộc này dẫn đến
hai vấn đề:
- Nhiên liệu hóa thạch là một nguồn nhiên liệu hữu hạn (có thời gian phục hồi
rất dài), nguồn cung cấp sẽ dần cạn kiệt. Ví dụ: Dầu thô trong những thập kỷ gần
đây càng ngày càng tăng giá do trữ lƣợng giảm, dự đoán tới năm 2030, thế giới sẽ
cạn kiệt dầu.
- Việc đốt nguyên liệu hóa thạch làm phát sinh các vấn đề hiệu ứng nhà kính,
làm nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu,ô nhiễm môi trƣờng.
 Vì vậy, việc tìm kiếm một nguồn năng lƣợng có thể tái tạo là một điều quan
trọng.
1.1.2 Các nguồn năng lƣợng tái tạo:
Năng lƣợng sinh khối, năng lƣợng hạt nhân, địa nhiệt, thủy năng, năng lƣợng
mặt trời và năng lƣợng gió, năng lƣợng thủy triều là năng lƣợng tái tạo đƣợc bởi vì
chúng có thể hồi phục trong thời gian ngắn.
Năng lƣợng sinh khối, địa nhiệt, năng lƣợng mặt trời, năng lƣợng gió, năng
lƣợng thủy triều là các nguồn năng lƣợng sạch đang đƣợc tìm hiểu và nghiên cứu,
việc ứng dụng chúng vào thực tế vẫn là việc trong tƣơng lai.
Trong khi đó, năng lƣợng hạt nhân lại là sự lựa chọn của nhiều quốc gia trên
thế giới: Nhật, Mỹ, Triều Tiên… Đây là một nguồn năng lƣợng có tiềm năng rất
lớn, theo một chuẩn mực nào đó đƣợc con ngƣời gọi là vô hạn.
Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

1

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

Ƣu điểm của dạng năng lƣợng này là:
-

Đáp ứng mạnh mẽ về nhu cầu tiêu thụ điện của một quốc gia.

-

Giải quyết đƣợc vấn đề cấp bách về ô nhiễm môi trƣờng của thế giới.

Nhƣng về lâu về dài, dạng năng lƣợng này tồn tại những nguy hiểm nhất định:
-

Chất thải phóng xạ hiện là một vấn đề chƣa có hƣớng giải quyết triệt để.

-

Giá thành xây dựng rất lớn so với các loại nhà máy năng lƣợng điện
khác có cùng công suất.

-

Những vụ nổ nhà máy điện hạt nhân gây ra những hậu quả vô cùng to

lớn cho cả thế giới, Ví dụ: sự cố nổ nhà máy điện hạt nhân của Nga năm
1986 là một vụ nổ đƣợc xếp ở cấp 7, cấp thang cao nhất theo quy định
của INES (international Nuclear Event Scale); sức nổ rất mạnh, phát ra
phóng xạ ở nhiều vùng nƣớc Nga, các nƣớc Bắc Âu và miền nam nƣớc
Pháp. Nguyên nhân vụ nổ là do thiết kế thiếu đảm bảo và lỗi của công
nhân vận hành. Tai nạn đã làm cho khoảng vài trăm ngàn ngƣời thiệt
mạng, và gần 20 năm sau vụ nổ, vẫn có hàng ngàn trẻ em bị các bệnh
liên quan đến phóng xạ.

-

Việc phát triển ngành công nghiệp năng lƣợng hạt nhân tạo nên sự chạy
đua vũ trang giữa các nƣớc.

1.1.3 Năng lƣợng thủy năng:
Nƣớc luôn di chuyển trong một vòng tuần hoàn toàn cầu. Nƣớc bốc hơi từ
sông hồ và biển, tạo thành mây, đất lại thẩm thấu nƣớc mƣa hoặc tuyết để trở thành
nƣớc ngầm hoặc rơi về sông hồ, sông hồ lại chảy ra biển. Ngƣời ta có thể “khai
thác” sức mạnh dòng chảy của nƣớc và chuyển động năng, thế năng của dòng chảy
thành điện năng. Dạng năng lƣợng đƣợc tạo ra này là thủy điện.
Việc khai thác sức nƣớc đƣợc bắt đầu từ 2000 năm trƣớc khi ngƣời Hy Lạp cổ
đại sử dụng các bánh xe nƣớc để xay giã gạo. Cho đến gần 100 năm trở lại đây,
thủy điện đã liên tục sản xuất điện cho các ngành công nghiệp và nông nghiệp và
ngƣời tiêu dùng. Ngày nay, thủy điện đã trở thành một nguồn năng lƣợng quan
trọng thứ nhì sau năng lƣợng hóa thạch (dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên), chiếm gần
1/5 tổng sản lƣợng điện năng sản xuất trên toàn cầu. Cho đến năm 1999, theo thống
Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

2

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

kê của cơ quan năng lƣợng quốc tế, năm nƣớc hàng đầu về khai thác thủy điện là
Hoa Kỳ (11%), Canada (9%), Trung Quốc (9%), Brazil (8%), Nga(6%).
Năng lƣợng điện hay còn gọi là điện năng là dạng năng lƣợng thứ cấp đƣợc
tạo ra nhiều nguồn năng lƣợng thứ cấp khác nhau nhƣ nhiệt năng (dầu, khí đốt,
than, năng lƣợng phóng xạ, năng lƣợng mặt trời…); thủy năng (sông, suối, biển,
thủy triều…); năng lƣợng gió… Đây là loại năng lƣợng đóng vai trò quan trọng và
đƣợc sử dụng trên khắp thế giới trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống ngày nay nhƣ
công nghiệp, nông nghiệp, giao thông, sinh hoạt…
Việc sử dụng dạng năng lƣợng khác để biến thành điện năng của mỗi nƣớc là
tùy vào tình hình tài nguyên và đƣờng lối phát triển của nƣớc đó.
Thủy năng hay năng lƣợng nƣớc là dạng năng lƣợng nhận đƣợc từ lực hoặc
năng lƣợng của dòng nƣớc và là một dạng năng lƣợng tái tạo đƣợc và ít gây ô
nhiễm. Đây là đặc tính ƣu việt nhất của nguồn năng lƣợng này. Các nguồn năng
lƣợng khác nhƣ nguyên tử, than, dầu… không thể tái tạo đƣợc và ngày nay đang
dần cạn kiệt do sự khai thác quá mức của con ngƣời. Trong quá trình biến đổi năng
lƣợng, chỉ có thủy năng sau khi biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng lại đƣợc tái
tạo thành thủy năng. Còn các dạng năng lƣợng khác trong quá trình biến đổi không
tự tái tạo trong tự nhiên. Con ngƣời sử dụng nguồn thủy năng để phục vụ cho đời
sống và sản xuất, đặc biệt là để phát điện.
Tiềm năng của năng lƣợng thủy điện đƣợc đánh giá dựa vào khối lƣợng,
khoảng cách và độ cao của nƣớc sông đổ ra biển ở mỗi khu vực. Chính do tổng

lƣợng nƣớc sông đổ ra biển không đƣợc phân bố đồng đều ở từng châu lục, việc
tính toán giá trị lý thuyết tiềm năng thủy điện dựa vào giá trị trung bình của độ cao
địa hình sẽ dẫn đến sai số lớn. Sự dao động theo mùa của lƣợng nƣớc sông đổ ra
biển cũng tác động đến tiềm năng lý thuyết.

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

3

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

Hình 1: Chu kỳ tuần hoàn nước.

Luận văn tốt nghiệp

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

4

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

1.2 VAI TRÕ CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN:
1.2.1 Khái niệm:
Thủy điện là nguồn điện có đƣợc từ năng lƣợng nƣớc. Đa số năng lƣợng thuỷ
điện có đƣợc từ thế năng của nƣớc đƣợc tích tại các đập nƣớc làm quay một turbine
nƣớc và máy phát điện. Kiểu ít đƣợc biết đến hơn là sử dụng năng lƣợng động lực
của nƣớc hay các nguồn nƣớc không bị tích bằng các đập nƣớc nhƣ năng lƣợng
thuỷ triều.
1.2.2 Ƣu điểm:
Lợi ích lớn nhất của thuỷ điện là hạn chế đƣợc giá thành nhiên liệu. Các nhà
máy thuỷ điện không phải chịu cảnh tăng giá của nhiên liệu hóa thạch nhƣ dầu mỏ,
khí thiên nhiên hay than đá, và không cần phải nhập nhiên liệu.Thủy điện hầu nhƣ
không thải ra các khí, hóa chất độc hại nhƣ Nitơ, sulfur oxides và các loại khí nhà
kính khác.
Các nhà máy thuỷ điện cũng có tuổi thọ lớn hơn các nhà máy nhiệt điện, một
số nhà máy thuỷ điện đang hoạt động hiện nay đã đƣợc xây dựng từ 50 đến 100
năm trƣớc và là một trong số các nhà máy năng lƣợng có hiệu suất lớn. Chi phí
nhân công cũng thấp bởi vì các nhà máy này đƣợc tự động hoá cao và có ít ngƣời
làm việc tại chỗ khi vận hành thông thƣờng.
Thủy điện hầu nhƣ không thải ra các loại khí, hóa chất độc hại nhƣ Nitơ,
Sulfur oxides và khí nhà kính nên tránh gây ra hiện tƣợng ô nhiễm môi trƣờng.
Thủy điện có tầm hoạt động rất rộng, chỉ cần có một lƣợng mƣa nhất định và
dòng chảy ổn định của sông ngòi.
Các nhà máy thuỷ điện hồ chứa bằng bơm, hiện là công cụ đáng chú ý nhất
để tích trữ năng lƣợng. Về tính hữu dụng, cho phép phát điện ở mức thấp vào giờ
thấp điểm (điều này xảy ra bởi vì các nhà máy nhiệt điện không thể dừng lại hoàn
toàn hàng ngày) để tích nƣớc sau đó cho chảy ra để phát điện vào giờ cao điểm
hàng ngày.

Việc vận hành các nhà máy thuỷ điện hồ chứa bằng bơm cải thiện hệ số tải
điện của hệ thống phát điện.

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

5

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

Những hồ chứa đƣợc xây dựng cùng với các nhà máy thuỷ điện thƣờng là
những địa điểm thƣ giãn tuyệt vời cho các môn thể thao nƣớc, và trở thành điểm thu
hút khách du lịch. Các đập đa chức năng đƣợc xây dựng để tƣới tiêu, kiểm soát lũ,
hay giải trí, có thể xây thêm một nhà máy thuỷ điện với giá thành thấp, tạo nguồn
thu hữu ích trong việc điều hành đập.
1.2.3 Nhƣợc điểm:
Việc xây dựng các hồ trữ nƣớc sẽ làm thay đổi cảnh quan thiện nhiên, việc
thay đổi dòng chảy ảnh hƣởng đến môi trƣờng sống của các sinh vật dƣới nƣớc, làm
đứt quảng đƣờng di trú của một số loài cá khác nhau (ví dụ: loài cá hồi sông Mêkông).
Trên thực tế, việc sử dụng nƣớc tích trữ thỉnh thoảng khá phức tạp bởi vì yêu
cầu tƣới tiêu có thể xảy ra không trùng với thời điểm yêu cầu điện lên mức cao nhất.
Những thời điểm hạn hán có thể gây ra các vấn đề rắc rối, bởi vì mức bổ sung nƣớc
không thể tăng kịp với mức yêu cầu sử dụng. Nếu yêu cầu về mức nƣớc bổ sung tối
thiểu không đủ, có thể gây ra giảm hiệu suất và việc lắp đặt một turbine nhỏ cho

dòng chảy đó là không kinh tế.
Những nhà môi trƣờng đã bày tỏ lo ngại rằng các dự án nhà máy thuỷ điện
lớn có thể phá vỡ sự cân bằng của hệ sinh thái xung quanh. Trên thực tế, các nghiên
cứu đã cho thấy rằng các đập nƣớc dọc theo bờ biển Đại Tây Dƣơng và Thái Bình
Dƣơng của Bắc Mỹ đã làm giảm lƣợng cá hồi vì chúng ngăn cản đƣờng bơi ngƣợc
dòng của cá hồi để đẻ trứng, thậm chí ngay khi đa số các đập đó đã lắp đặt thang lên
cho cá. Cá hồi non cũng bị ngăn cản khi chúng bơi ra biển bởi vì chúng phải chui
qua các turbine. Điều này dẫn tới việc một số vùng phải chuyển cá hồi con xuôi
dòng ở một số khoảng thời gian trong năm. Các thiết kế turbine và các nhà máy
thuỷ điện có lợi cho sự cân bằng sinh thái vẫn còn đang đƣợc nghiên cứu.
Sự phát điện của nhà máy điện cũng có thể ảnh hƣởng đến môi trƣờng của
dòng sông bên dƣới.
Nƣớc sau khi ra khỏi turbine thƣờng chứa rất ít cặn lơ lửng, có thể gây ra
tình trạng xối sạch lòng sông và làm sạt lở bờ sông.

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

6

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

Vì các turbine thƣờng mở không liên tục, có thể quan sát thấy sự thay đổi
nhanh chóng và bất thƣờng của dòng chảy. Tại Grand Canyon, sự biến đổi dòng

chảy theo chu kỳ của nó bị cho là nguyên nhân gây nên tình trạng xói mòn cồn cát
ngầm. Lƣợng oxy hoà tan trong nƣớc có thể thay đổi so với trƣớc đó.
Cuối cùng, nƣớc chảy ra từ turbine lạnh hơn nƣớc trƣớc khi chảy vào đập,
điều này có thể làm thay đổi số lƣợng cân bằng của hệ động vật, gồm cả việc gây
hại tới một số loài. Các hồ chứa của các nhà máy thuỷ điện ở các vùng nhiệt đới có
thể sản sinh ra một lƣợng lớn khí methane và carbon dioxide, bởi vì các xác thực
vật mới bị lũ quét và các vùng tái bị lũ bị tràn ngập nƣớc, mục nát trong một môi
trƣờng kỵ khí và tạo thành methane, một khí gây hiệu ứng nhà kính mạnh, mạnh
hơn cả carbon dioxide gấp vài chục lần. Methane bay vào khí quyển khi nƣớc đƣợc
xả từ đập để làm quay turbine. Theo bản báo cáo của Uỷ ban Đập nƣớc Thế giới
(WCD), ở nơi nào đập nƣớc lớn so với công suất phát điện (ít hơn 100 watt trên mỗi
km2 diện tích bề mặt) và không có việc phá rừng trong vùng đƣợc tiến hành trƣớc
khi thi công đập nƣớc, khí gas gây hiệu ứng nhà kính phát ra từ đập có thể cao hơn
những nhà máy nhiệt điện thông thƣờng. Ở các hồ chứa phƣơng bắc Canada và Bắc
Âu, sự phát sinh khí nhà kính tiêu biểu chỉ là 2 đến 8% so với bất kỳ một nhà máy
nhiệt điện nào có cùng công suất.
Một cái hại nữa của các đập thuỷ điện là việc tái định cƣ dân chúng sống
trong vùng hồ chứa. Trong nhiều trƣờng hợp không một khoản bồi thƣờng nào có
thể bù đắp đƣợc sự gắn bó của họ về tổ tiên và văn hoá gắn liền với địa điểm đó vì
chúng có giá trị tinh thần đối với họ. Hơn nữa, về mặt lịch sử và văn hoá các địa
điểm quan trọng có thể bị biến mất, nhƣ dự án Đập Tam Hiệp ở Trung Quốc, đập
Clyde ở New Zealand và đập Ilisu ở đông nam Thổ Nhĩ Kỳ.
Một số dự án thuỷ điện cũng sử dụng các kênh, thƣờng để đổi hƣớng dòng
sông tới độ dốc nhỏ hơn nhằm tăng áp suất có đƣợc. Trong một số trƣờng hợp, toàn
bộ dòng sông có thể bị đổi hƣớng để trơ lại lòng sông cạn. Những ví dụ nhƣ vậy có
thể thấy tại Sông Tekapo và Sông Pukaki.

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

7

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

Những ngƣời tới giải trí tại các hồ chứa nƣớc hay vùng xả nƣớc của nhà máy
thuỷ điện có nguy cơ gặp nguy hiểm do sự thay đổi mực nƣớc, và cần thận trọng với
hoạt động nhận nƣớc và điều khiển đập tràn của nhà máy.
Việc xây đập tại vị trí địa lý không hợp lý có thể gây ra những thảm hoạ nhƣ
vụ Đập Vajont tại Ý, gây ra cái chết của 2001 ngƣời năm 1963.

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

8

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

Chƣơng 2

LỊCH SỬ HÌNH THÀNH, TÌNH HÌNH VÀ KẾ HOẠCH PHÁT TRIỂN
THỦY ĐIỆN
2.1 TRÊN THẾ GIỚI:
2.1.1 Lịch sử hình thành:
Việc khai thác sức nƣớc đƣợc bắt đầu từ 2000 năm trƣớc khi ngƣời Hy Lạp cổ
đại sử dụng các bánh xe nƣớc để xay giã gạo. Cho đến gần 100 năm trở lại đây,
thủy điện đã liên tục sản xuất điện cho các ngành công nghiệp, nông nghiệp và
ngƣời tiêu dùng.
Ngoài nhiều mục đích phục vụ cho các mạng lƣới điện công cộng, một số dự
án thuỷ điện đƣợc xây dựng cho những mục đích thƣơng mại tƣ nhân. Ví dụ, việc
sản xuất nhôm đòi hỏi tiêu hao một lƣợng điện lớn, vì thế thông thƣờng bên cạnh
nhà máy nhôm luôn có các công trình thuỷ điện phục vụ riêng cho chúng. Tại Cao
nguyên Scotland đã có các mô hình tƣơng tự tại Kinlochleven và Lochaber, đƣợc
xây dựng trong những năm đầu thế kỷ 20. Tại Suriname, đập hồ van Blommestein
và nhà máy phát điện đƣợc xây dựng để cung cấp điện cho ngành công nghiệp
nhôm Alcoa.
Ở nhiều vùng tại Canada (các tỉnh bang British Columbia, Manitoba, Ontario,
Québec và Newfoundland và Labrador) thuỷ điện đƣợc sử dụng rất rộng rãi tới mức
từ "hydro" đã đƣợc dùng để chỉ bất kỳ nguồn điện nào phát ra từ nhà máy điện.
Những nhà máy phát điện thuộc sở hữu nhà nƣớc tại các tỉnh đó đƣợc gọi là BC
Hydro, Manitoba Hydro, Hydro One (tên chính thức "Ontario Hydro"), HydroQuébec và Newfoundland và Labrador Hydro. Hydro-Québec là công ty sản xuất
thuỷ điện lớn nhất thế giới, với tổng công suất lắp đặt năm 2005 đạt 31.512 MW.
Cũ nhất có thể kể đến là:
o Cragside, Rothbury, Anh Quốc hoàn thành năm 1870.
o Appleton, Wisconsin, Hoa Kỳ hoàn thành năm 1882, một bánh xe nƣớc trên
sông Fox cung cấp nguồn thuỷ điện đầu tiên để thắp sáng cho hai nhà máy giấy
và một ngôi nhà.

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

9

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

o Hai năm sau Edison đã trƣng bày đèn sợi đốt trƣớc công chúng. Chỉ trong
khoảng vài tuần sau sự kiện này, một nhà máy phát điện cũng đã đi vào hoạt
động thƣơng mại tại Minneapolis.

Hình 2

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

10

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

2.1.2 Tình hình:

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

11

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

2.1.3 Kế hoạch phát triển thủy điện:

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

12

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

2.2 Ở VIỆT NAM:
2.2.1 Lịch sử hình thành:
Hơn nửa thế kỉ qua, công cuộc phát triển thuỷ điện ở nƣớc ta đã trải qua một
chặng đƣờng đầy khó khăn, gian khổ nhƣng đã mang lại hiệu quả vô cùng to lớn
cho nền kinh tế quốc dân.
Các công trình đƣa vào vận hành có vai trò to lớn trong sản xuất điện năng,
phòng chống lũ, cấp nƣớc… phục vụ phát triển kinh tế- xã hội.
Đến năm 2010 đã có khoảng 50 nhà máy đƣa vào vận hành và đến năm 2020
sẽ có khoảng 80 nhà máy thuỷ điện lớn nhỏ đƣợc đƣa vào vận hành trong hệ thống
điện.
Các nhà máy thuỷ điện đƣợc xây dựng hầu hết ở vùng núi, nơi kinh tế xã hội
phát triển còn chậm. Việc xây dựng các công trình thuỷ điện còn thúc đẩy sự phát
triển kinh tế- xã hội của các khu vực ấy.
Về mặt kinh tế, tỷ lệ thuỷ điện cao trong hệ thống đã đem lại giá thành điện
năng hạ xuống đáng kể.
Về mặt kĩ thuật, thuỷ điện đã tăng cƣờng chất lƣợng điện trong hệ thống, vận
hành linh hoạt.
Nhà máy thủy điện Ankroet là nhà máy thủy điện dầu tiên của Việt Nam, có
kiến trúc đá rất đặc trƣng của vùng Tây Nam nƣớc Pháp và kiến trúc công xƣởng
đặc trƣng đầu thế kỷ 20.

Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

13

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

Luận văn tốt nghiệp

Giáo viên hƣớng dẫn: Thầy Lê Văn Nhạn

Hình 3: Nhà máy thủy điện Ankroet.

Để cung cấp điện cho nhu cầu sinh hoạt của ngƣời dân Đà Lạt, ngƣời Pháp
nhận thấy cần phải khai thác nguồn thủy năng của vùng cao nguyên Lang Bian.
Chính vì vậy, Nhà máy Thủy điện Ankroet đƣợc khởi công xây dựng từ năm 1943,
đến năm 1944 thì hoàn thành.
Nhà máy thủy điện Ankroet đƣợc xây dựng tại xã Lát, huyện Lạc Dƣơng, tỉnh
Lâm Đồng, nằm ở phía thƣợng nguồn sông Đa Dung, là phụ lƣu cấp 1, bờ phải của
sông Đồng Nai. Công trình này có nhiệm vụ cung cấp điện cho thành phố Đà Lạt
với công suất 2.300KW. Điện sản xuất ra đƣợc truyền tải về Đà Lạt bằng tuyến
đƣờng dây 6,6KV, dài 13km. Đến năm 1960, nhà máy Thủy điện Ankroet đƣợc
ngƣời Nhật nâng công suất lên 3.100KW để cấp điện cho công trình xây dựng nhà
máy thủy điện Đa Nhim. Đến nay, sau hai lần nâng cấp cải tạo, công suất hiện tại
của nhà máy là 4.400KW.
2.2.2 Tình hình:
Đề tài:
Tìm hiểu nhà máy thủy điện – Nhà máy thủy điện Trị An

14

Sinh viên thực hiện:
Trần Hoàng Ân_1090302

LUẬN văn sư PHẠM vật lý tìm HIỂU về NHÀ máy THỦY điện NHÀ máy THỦY điện TRỊ AN

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về