ĐỒ ÁN THỦY ĐIỆN CÔNG TRÌNH

Đồ án Thủy Điện

GVHD: Đào Nhật Hiếu

ĐỒ ÁN THỦY ĐIỆN

A.Số liệu tính toán
Các thông số thiết kế tương ứng:

-

+ Mực nước dân trung bình(MNDTB) 267m.
+ Tần suất Pđb =80%.
+ Q lũ thiết kế = 750(m3/s).
+ Hàm lượng phù sa =0.150 (Kg/m3) .
Bảng 2 Tổn thất bốc hơi và tổn thất thấm hồ chứa

TT
thấm

Tổn thất bốc hơi (mm)
Tháng
1

Tháng
2

Tháng
3

Tháng

4

Tháng
5

Tháng
6

Tháng
7

Tháng
8

Tháng
9

Tháng
10

Tháng
11

Tháng
12

(%Vtb)

74.2

68.1

65.4

65.9

84.5

80.6

80.9

77.7

65.8

80.2

77.4

68.5

1.05

Bảng 3: Lưu lượng thiên nhiên đến 3 năm điển hình (m3/s )
Năm
tần
suất
Nhiều
nước

TB
nước
Ít
nước

Tháng

TB

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

năm

321

196

202

268

561

1308

2137

2716

1750

944

804

405

968

223

185

138

160

562

1018

1527

3166

1270

702

370

275

800

129

113

97

145

360

938

1177

1566

741

182

224

174

487

Bảng 4: Quan hệ giữa Z~F~V

Ztl (m)

220

225

230

235

240

245

250

255

260

265

270

275

280

285

290

F
(km2)
V

(triệu
m3)

0

3,20

9,80

17

45

70

100

152

204

282

353

452

544

667

822

0

5,33

36,33

102,5
1

251,94

537

960

158
5

2472

3682

5266

7274

9760

1278
2

1649
8

Bảng 5 : Quan hệ Q~Zhl hạ lưu

Zhl (m)

220

222

224

226

228

230

232

234

236

238

240

Q
(m3/s)

0

300

600

1200

3000

4800

7200

10800

15000

21000

30000

Vũ Thành Long – K54CTL3

1


Đồ án Thủy Điện

GVHD: Đào Nhật Hiếu

Yêu cầu:
1. Tính toán các thông số của trạm thủy điện: MNC, Nbđ, Nlm, Emn điện lượng năm trung

bình nhiều năm, số giờ lợi dụng công suất lắp máy (hldcslm).
2. Tính Hmax, Hmin, Hbq, Htt.
3. Lựa chọn thiết bị cho nhà máy thủy điện.
4. Tính toán các kích thước cho nhà máy.

B.Nội dung thực hiện

Vũ Thành Long – K54CTL3

2


Đồ án Thủy Điện

GVHD: Đào Nhật Hiếu

Bài làm:
I. Tính toán các thông số của trạm thủy điện:

MNDBT

hct

MNCT
d2
D
d1

Zbc

Zhmax
Zhlmin

A. Mực nước chết:
• Mực nước chết được tính theo 3 điều kiện sau:
1. Xác định mực nước chết theo điều kiện Tubin:

Mỗi một loại tubin chỉ làm việc được với một dao động cột nước ở phía thượng lưu nhất
định.
Được tính bằng công thức: hct = MNDBT- MNC
hct <

(1)

H max
3

Và phải thão mãn điều kiện làm việc:
Với Hmax là cột nước của trạm thủy điện cao nhất luôn luôn được tính bằng chênh lệch
mực nước thượng lưu và mực nước hạ lưu thấp nhất.
Ta có:

H max = MNDBT − Z hl min − H w

.

Zhlmin: Mực nước hạ lưu nhỏ nhất sau hồ chứa, được tra từ quan hệ Q~Z hạ lưu ứng
với lưu lượng nước nhỏ nhất của năm kiệt. Với Qmin= 97 (m3/s) tra bảng 5 ta có được
Zhlmin=220.65 (m)
Hw: tổn thất cột nước trạm thủy điện, được lấy bằng

H w = 5%( Z tl − Z hl )

= 5%.(267-

220,65) = 2,3175 m.
→ Hmax=267-220,65-2,3175 = 44m.
→ hct ≤ =14,67
Từ (1) → MNC = MNDBT – hct = 267-14,67 = 252,33
2. Xác định mực nước chết theo điều kiện bồi lắng:

Được xác định:

MNC= Zbc+d1+d2+D(2)

Với d1: là khoảng cách cao trình bùn cát đến ngưỡng cửa lấy nước lấy từ 0.5- 2 hoặc 3m.
Để cho bùn cát không chui vào đường ống. Chọn d1=2m.

Vũ Thành Long – K54CTL3

3

Đồ án Thủy Điện

GVHD: Đào Nhật Hiếu

-

d2: là khoảng cách từ trần lấy nước đến MNC, lấy tối thiểu 0,5m để không sảy ra hiện

-

tượng xoáy nước. chọn d2=1m
D: là đường kính của lấy nước, được xác định:
D=

4 Fc ln
π

(m)
Fc ln =

Với Fcln: diện tích cửa lấy nước, được tính theo công thức

Qc ln
Vc ln

(m2)

Lấy Vcln=0,8-1,2 m/s. Chọn Vcln = 1.1 m/s

Qc ln =

Qtd max
Z

- Qtdmax: là lưu lượng thủy điện lớn nhất. Được xác định theo công thức: Qtdmax= 2.Q0
- Q0: là lưu lượng trung bình năm của năm trung bình nước (Đề bài cho Q0= 799,67 m3/s)
→ Qtdmax= 2.Q0= 2 .799,67 = 1599,34 m3/s
- Z: số tổ máy, lựa chọn không phải số nguyên tố ngoại trừ số 2 và 3. Chọn Z=6
→ Qcln =

= = 266,557 m3/s

→ Fcln =

= = 242,325 m2

→D =

= = 17,57 m

- Zbc: được xác định bảng 4 từ quan hệ Z~F~V ứng với Vbc
Vbc =

- Với

k .ρ .W0
.T
γ bc

k: Hệ số lắng đọng, lấy từ 0,2-0,8. Chọn k= 0,8
ρ: Độ đục, hàm lượng phù sa. Theo đề bài có

ρ

=0.242 (Kg/m3)

W0: Tổng lượng dòng chảy năm
W0 = Q0.365.24.3600 = 799,67.365.24.3600 = 2,522.1010 m3
γ bc

: Khối lượng riêng của bùn cát. Được cho

Z ~ F ~V
→
Zbc = 225,9168

γ bc

=1,3 T/m3

m

Từ (2) ta có: MNC= Zbc+d1+d2+D=225,9168+2+1+23,57=252,486m

Vũ Thành Long – K54CTL3

4

Đồ án Thủy Điện

GVHD: Đào Nhật Hiếu

→ hct (bc ) = MNDBT − MNC = 282 − 252, 486 = 29,513

m

3. Mực nước chết theo điện năng mùa kiệt Emkmax:

Để xác định MNC theo điện năng ta tính toán theo bảng mẫu sau:
VMNDBT= 4993.2 triệu m3

MNDBT= 282 m
hct

MN
C

Vc

Vhi

V

Z tl

F

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(1)
(2)
(3)
(4)

(5)

(7)

(8)

(9)

Qtđ

Zhl

HW

Hmk Nmk

Emk

(10
)

(11
)

(12
)

(13
)

(15
)

(14
)

hct: Giả thiết các giá trị từ 0 đến [hct]. Với [hct]=min(hct(tb),hct(bc))=19,33m.
MNC= MNDBT- hct
Vc tra bảng 4 (Z~F~V) tra theo MNC.
Vhi=VMNDBT- Vc
V = VMNDBT −

(6)

Qthấm Qbh

Z tl
F

Vhi
2

V

tra bảng 4 (Z~F~V) tra theo

V

tra bảng 4 (Z~F~V) tra theo
αV

(8) Qthấm=

Qbh =
(9)

Tk .2, 62.106

hbh .F
Tk .2, 62.106

; Tk là số tháng kiệt của năm kiệt, Tk=7 tháng

;

hbh

: Cột nước bôc hơi trung bình của năm. Lấy theo đề bài

hbh

= 58

mm= 0,058m.
Qtd =
(10)

∑Q

k

Tk

+

Vhi
Tk .2, 62.106

;

∑Q

k

Vhi

: tổng lưu lượng mùa kiệt

: Thể tích hữu ích.

(11)Zhl tra bảng 5 theo quan hệ (Q~Zhl) tra theo Zhl
(12)Hw= 5%.(

Z tl

-Zhl)

Z tl

(13)Hmk=
- Zhl – Hw
(14)Nmk=k.Hmk.Qtđ=8,5.Hmk.Qtđ(kW)
(15)Emk= Nmk.

∆t

Nmk.Tk.730 (kWh);

=

∆t
:

số giờ mùa kiệt.

Ta có bảng tính toán chi tiết như sau:

Vũ Thành Long – K54CTL3

5


Đồ án Thủy Điện

hct

MNC

Vc

GVHD: Đào Nhật Hiếu

Vhi

0

282

1.38

280.62

2.76

279.24

4.14

277.86

5.52

276.48

4993.2
4665.31
2
4367.21
6
4093.42
4
3819.63
2

6.9

275.1

3545.84

8.28

273.72

9.66

272.34

11.04

270.96

12.42

269.58

3311.984
3081.24
8
2850.51
2
2630.52
8

1911.952
2142.68
8
2362.67
2

13.8

268.2

15.18

266.82

16.56

265.44

2435.12
2239.71
2
2044.30
4

2558.08
2753.48
8
2948.89
6

1714.05

3279.15

19.33

262.67

0
327.888
625.984
899.776
1173.568
1447.36
1681.21
6

Vũ Thành Long – K54CTL3

4993.2
4829.25
6
4680.20
8
4543.31
2
4406.41
6
4269.52
4152.59
2
4037.22
4
3921.85
6
3811.864
3714.16
3616.45

6
3518.75
2
3353.62
5

282

233.8

281.31
280.682
7
280.106
5
279.437
6
278.747
6
278.158
2
277.576
7
276.995
2
276.440
8
275.948
4
275.455

9
274.956
7

228.004
222.734
6
217.894
9
212.838
1
207.732
1
203.370
9
199.067
8
194.764
8
190.662
3
187.018
1
183.373
9
179.774
6
174.639
1

273.969

Qthấm

Qbh

285.870
2
276.484
1
267.950
8

0.73938931
3
0.72105954
2
0.70439521
9
0.68908955
2

260.1133
252.275
7
244.438
2
237.743
8
231.138

8
224.533
7
218.236
5
212.642
7
207.049
201.455
3
192.001
4

0.67309758
0.65694992
4
0.64315760
7
0.62954930
1
0.61594099
4
0.60296681
8
0.59144208
0.57991734
2
0.56853467
0.55229363
1

Qtđ

Z

221
442.428
460.306
3
476.560
2
491.488
9
506.417
5
521.346
2
534.097
4
546.678
4
559.259
4
571.254
2
581.908
9
592.563
7
603.218

4
621.225
7

6

221

221

221
222

222

222

222

222

222
222

222

222

222
9

Đồ án Thủy Điện

GVHD: Đào Nhật Hiếu

Từ đồ thị quan hệ (hct, Emk) ta suy ra được hcttư= 19,33 m. Do đó MNC = 262,67m.
a. Công suất bảo đảm:

Công suất bảo đảm được tính toán nhue sau:
N bd = k .Qbd .H ( Qbd ) = 8,5.Qbd .H ( Qbd )

Qbd

∑Q
=

Với

P%
mk

Tk

∑Q

+

P%
mk

ít nước nhất.

∑Q

P%
mk

Vhi
Tk .2, 62.106

: tổng lưu lượng nước của tháng kiệt của năm kiệt thiết kế. Tức là năm

= 381+297+237+262+534+856+530=3097(m3/s)

Tk: Số tháng kiệt.Tk= 7 tháng.
Qbd =

∑Q

P%
mk

Tk

+

Vhi
3097 3279,15.10 6
=

+
= 621, 226
Tk .2, 62.106
7
7.2, 62.106

m3/s

H (Qbd ) = Ztl − Z hl − H W

Zhl tra ứng với Qbđ sử dụng quan hệ (Q~Zhl)
Hw= 5%.(

Z tl

Q ~ Z hl

→

-Zhl) = 5%.(273,969-222,4849)= 2,5742 m

H ( Qbd ) = Ztl − Z hl − H W = 273,969 − 222, 4849 − 2,5742 = 49
⇒ N bd = 8,5.Qbd .H (Qbd ) = 8, 5.621, 226.49 = 258740, 63

Vũ Thành Long – K54CTL3

Zhl= 222,4849 m.

m

kW

7