ĐỒ ÁN MÔN HỌC THUỶ ĐIỆN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THUỶ ĐIỆN
PHẦN 1:TÀI LIỆU VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ
Tài liệu thiết kế cơ bản
Sinh viên : Nguyễn Đức Chiều
Lớp :56 CTL3
A.SỐ LIỆU CHO
1. Mực nước dâng bình thường: MNDBT= 755 m,
+ Mức bảo đảm tính toán Ptk =90%
2. Tài liệu thủy văn :
Bảng lưu lượng bình quân tháng của 3 năm điển hình

Mùa lũ: tháng VI-X;
Tháng
P=90
%
P=50
%
P=10
%

Mùa kiệt: XI-V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

I

II

III

IV

V

82,9

120

198

153

49,3

40,9

22,4

19,1

12,4

9,1

10

15,1

117

169

255

208

73,1

46,6

28,5

21

12,6

9,8

15

51,2

159

224

340

277

110

46,4

27,2

22,2

17

13

40

128

+ Mức bảo đảm tính toán Ptk =90%
+ Hệ số thấm :α=1%
+ Cột nước bốc hơi :hbh

Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

hbh(mm)

33

39

41

45

42

30

30

30

25

27

29

31

+ Tài liệu hàm lượng bùn cát
Nguyễn Đức Chiều

56CTL3

(Kg/m3) = 0,083
1

+ Khối lượng riêng bùn cát: γ = 1,5 T/m3
+ Tuổi thọ công trình T= 50 năm.
3. Tài liệu địa hình:

*Thượng lưu:
Bảng quan hệ (Z~F~V):
Z (m)
668
680
F (km2)
0
0,6
6 3
V ( ×10 m )
0
1,9

700
6,78
64,3

720
14,09
268,7

740
22,2
629

760
31,41
1163

780
40,77
1882

800
52,31
2811

*Hạ lưu:
Bảng quan hệ (Q~Z):
Q(m3/s)
Z(m)
Q(m3/s)

0

3,34

11,39

23,87

80,4

668

668,1

668,2

668,3

668,6

195

390

655

1360

2288

4900

669 669,6

670

671

672

674

8670 19968

Z(m)

678

682

B. YÊU CẦU:
* Xác định các thông số: hct, Nbđ, NLM, Enn, hNlm, Hmax, Hmin, Hbq, Htt .
* Chọn thiết bị và xác định các kích thước chủ yếu của Thiết bị.
* Xác định các kích thước và cao trình chủ yếu của nhà máy Thuỷ Điện.
* Bản vẽ 3 mặt cắt nhà máy (cắt dọc, cắt ngang, mặt bằng).

Nguyễn Đức Chiều

56CTL3

2


PHẦN 2:TÍNH TOÁN THỦY NĂNG
*Một vài định nghĩa
Mực nước chết (MNC) là mực nước thấp nhất của hồ chứa trong điều kiện làm
việc bình thường của TTĐ. Khoảng cách từ MNDBT đến MNC gọi là độ sâu công tác
hct của hồ chứa. Phần dung tích nằm giữa MNDBT và MNC gọi là dung tích hữu ích
Vhi của hồ. MNC sẽ quyết định đến dung tích hữu ích của hồ chứa, đến điện năng mùa
kiệt (Emk), điện năng trung bình nhiều năm (Enn), điện năng giờ cao điểm- trung bìnhthấp điểm của TTĐ

MNDBT

MNC
d2

D

Zbc

I. Tính toán xác định độ sâu công tác

d1

và các thông số của hồ chứa

* Các điều kiện phụ thuộc (Điều kiện về bùn cát, Điều kiện làm việc có lợi cho
tuabin và yêu cầu khác từ thượng lưu , ta chỉ xét 2 điều kiện đầu )_
a.Điều kiện về bùn cát
+ D + (*)
(**)
Ta co
: chiều cao bảo đảm an toàn không cho không khí chui vào
đường ống , chọn d2 = 0.5 m

Nguyễn Đức Chiều

56CTL3

3

: chiều cao bảo đảm an toàn không bùn cát cuốn vào đương
ống chọn d1=0.5 m
+ xác định theo quan hệ với =
+ lượng nước đến trung bình năm = 87,3×31,536×106 m3
(Kg/m3) Tài liệu hàm lượng bùn cát = 0,083 (kg/m3)
+ K Hệ số lắng đọng bùn cát =0.7
+ T: Tuổi công trình , T =50 năm
=> = = 5,33×106 ( /s)

dựa vào quan hệ , nội suy =>
+ D ; Chiều cao cửa lấy nước
Fcln=

QCLN=Qmax/z

=> D =9,63 m
Thay tất cả vào (*) ,(**)
= 691,71 m
b.Điều kiện làm việc có lợi cho tuabin
= )
= 755– 668,22 = 86,78 m
`
=86,78: 3 = 28,92 m
Từ hai điều kiện trên= min() =29 m
*Tìm bằng cách lập bảng tính )
- Cột (1): các giá trị hct giả thiết (có thể giả thiết từ 0 đến )
- Cột (2): MNC = MNDBT – hct
- Cột (3) :

V

dung tích hồ trung bình mùa kiệt,

Nguyễn Đức Chiều

56CTL3

V

=1/2 (MNDBT +(2) )
4


- Cột (4):

Z tl

mực nước thượng lưu trung bình mùa kiệt,

Z tl

tra tương ứng với

V

từ

quan hệ Z ∼ V của hồ chứa.
- Cột (5) : Fc tra tương ứng với

V

từ quan hệ F ∼ V của hồ chứa.

n

Qdt =

∑Q

tni

i =1

- Cột (6):

n

+

Vhi
2, 63*106 * n

Qtni : Lưu lượng đến tháng thứ i trong mùa kiệt của năm kiệt thiết kế
n: số tháng mùa kiệt của năm kiệt thiết kế
Trị số 2,63.106 là thời gian (s) của 01 tháng (lấy 30,5 ngày)
Ở đây, do chỉ cần xét mối quan hệ giữa h ct và Emk nên có thể bỏ qua tổn thất
lưu lượng do thấm và bốc hơi
- Cột 7: Zhl (Qfd): mực nước hạ lưu ứng với Qfd đã tính ở trên ta được từ đường
quan hệ ( Z ∼Q) hạ lưu

- Cột (8): cột nước H =

Z tl

– Zhl (Qđt)

- Cột (9): Công suất trung bình mùa kiệt, K hệ số công suất, có thể lấy sơ bộ
K = 8,0 – 8,5 (Chọn K = 8,5).
N mk

= K.Qfd.H

- Cột (10): Điện lượng mùa kiệt

Emk =

N mk

.∆h.n

∆h: số giờ trong tháng, lấy trung bình ∆h = 730 giờ
Ngoai ra còn có 2 cột phụ
- Cột (*) : Vc là dung tích ứng với MNC, tra quan hệ Z ∼ V của hồ ứng với MNC
Nguyễn Đức Chiều

56CTL3

5

- Cột (**): Dung tích hữu ích Vhi = VTB – VC ; VTB là dung tích ứng với MNDBT,
tra quan hệ Z ∼ V của hồ ứng với MNDBT.

ST
T

hct
(m
)
(1
)

MN
C

Vhi
106
(m3)

QQh
(m3/s
)

VQ
106
(m3)

FF

(m)

Vc
106
(m3)

(2)

(3)

(4)
80,08
2
160,1
8
240,2
8
320,3
7
400,4
8
454,4
6
508,4
4
562,4
1
616,3
9
670,3
7

(5)

(6)
988,9
6
948,9
1
908,8
6
868,8
1
828,7
6
801,7
7
774,7
8
747,7
9
720,8
1
693,8
2

1

3

752

948,9

2

6

749

868,8

3

9

746

788,7

4

12

743

708,6

5

15

740

628,5

6

18

737

574,5

7

21

734

520,6

8

24

731

466,6

9

27

728

412,6

10

30

725

358,6

4,3499
8,7007
13,051
17,402
21,753
24,685
27,617
30,549
33,481
36,413

ZFTL

QFth

QFbh

QFfd

ZFHL

HF

NFmk

(km
2
)

(m)

(m3/s
)

(m3/
s)

(m3/
s)

(m)

(m)

MW

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

753,5

3,7603

0,324

18,69

27,72

752

3,608

0,316

23,2

(13)

85,24
1
83,70
5

(14)

28,41

27,03

750,5

3,4557

0,308

27,71

26,34

749

3,3035

0,3

32,22

25,65

747,5

3,1512

0,293

36,73

25,19

746,5

3,0486

0,287

39,77

(12)
668,2
6
668,2
9
668,3
2
668,3
4
668,3
7

668,3
8

24,72

745,5

2,9459

0,282

42,81

24,25

744,5

2,8433

0,277

45,85

23,79

743,5

2,7407

0,271

48,89

23,32

742,4

2,6381

0,266

51,93

668,4
668,4
2
668,4
3
668,4
5

82,18
80,65
6
79,13
2
78,10
5
77,07
8

76,05
1
75,02
4
73,99
7

Từ đó vẽ đường quan hệ hct Emk sẽ cho phép tìm được hct có lợi nhất αth

Nguyễn Đức Chiều

56CTL3

6

13538,6
16504,1
19354,3
22087,9
24705
26402,5
28047
29638,4
31176,7
32661,9


Nhận xét : Cả giai đoạn hct tăng dần thì Emk cũng tăng .Chọn =30

Nguyễn Đức Chiều

56CTL3

7


II. Xác định các thông số cơ bản của hồ chứa
a.MNC:
MNDBT=755 m.
MNC=MNDBT-hct max= 755-30= 725 m.
b.Dung tích hữu ích của hồ chứa
Tra quan hệ Z ~ W ta được : Z=755 m. => V755= 1029,02 tr.m3
Z= 725m. => V725= 358,63tr.m3
Vhi= V755- V725= 1029,02-358,63= 670,39 tr.m3
Hệ số điều tiết
β = є (0.02÷0.3).Vậy hồ điều tiết năm
Với lượng dòng chảy năm tính trung bình nhiều năm tại tuyến đập,
III,Tính toán thủy năng cho 3 năm điển hình
Tính toán điều tiết ta tính cho 3 năm điển hình tương ứng với tần suất 10% , 50%, 90%.
Các thông số cơ bản cuả trạm thuỷ điện:
MNDBT = 755 m
Vhi = 670,39 (tr m3)
MNC = 725 m
Vc = 358,63 ( tr m3)
K=8,5
∆t

=2,63.106 s

α=1,0%

Thời đoạn tính toán ∆t = 1 tháng
Giả thiết lưu lượng thủy điện (do điều tiết)
Nguyễn Đức Chiều
8

56CTL3


Các bước tính toán như sau:
(1) Thứ tự tháng
(2) Lưu lượng tự nhiên đến trong các tháng (
(3) Lưu lượng thủy điện:
- Mùa lũ (trữ):
- Giả thiết số tháng trữ: n

Qtn

).

n

t
DT

Q

=

∑Q

tn

i =1

n

+

−

Vhi
n.∆t

+ So sánh lưu lượng tự nhiên cuả n tháng với :

* Nếu tất cả các tháng có
* Nếu tháng có
tháng có

Qtn < QTĐt
-

Qtn < QTĐt

Qtn > QTĐt

thì cột (3) = QTĐt

thì cột (3) = Qtn và phải tính lại QTĐt với n = n – i (i là số

)

Muà kiệt (cấp):
m

Q =
K
TD

+

∑Q
i =1

m

tn

+

Vhi
m.∆t

.

+ So sánh lưu lượng tự nhiên cuả m tháng với Qđt:

* Nếu tất cả các tháng có
* Nếu tháng có
Qtn > QTĐk

là số tháng có
)
Nguyễn Đức Chiều
9

Qtn > QTĐk

56CTL3

Qtn < QTĐk

thì cột (3) = QTĐk

thì cột (3) = Qtn và phải tính lại QTĐk vơi m = m – j (j


(4), (5) Tương ứng với ∆Qi = ( Qtn - QTĐ)i
(6), (7) Tương ứng với ∆Vi = ∆Qi.∆t .
(với ∆t thời đoạn một tháng tính bằng s )
(8) Vđ : Dung tích thượng lưu ở đầu thời đoạn tính toán có giá trị từ VMNC ÷
VMNDBT

(9) Vc : Dung tích thượng lưu ở cuối thời đoạn tính toán

(10)

Vi

: Dung tích bình quân thượng lưu:

1
V = (Vtñ + VtC )
2

(11) Ft : Tra biều đồ quan hệ ( F ~ W ) ứng với
(12)

Ztl

: Tra biểu đồ quan hệ ( Z ~ W ) ứng với
α .V
Q th = t
∆t
(13)
với α=1,0%
Q bh =

(14)
(15)

(18)

Vi
Vi

hbht. F t
∆t

QFÑ = QTÑ − Qbh − Qth

(17) Tra quan hệ
H

=

Ztl

-

QFD ~Z hl ⇒ Zhl

Zhl

cột nước phát điện bình quân .

N
H QFÑ
(19) tháng = K. .
(Với K = 8,5 ).
(20) Et= (19)× ∆H
(∆H=730 giờ)
(21) Nt × Et = (18) × (19)

Nguyễn Đức Chiều
10

56CTL3

VtC = Vtñ + ∆Vt

Nguyễn Đức Chiều
11

56CTL3


Bảng 1: Bảng tÍnh thủy năng cho TTĐ điều tiết năm với P=90%
QTN
Thá
ng

(1)

ΔQ

Qđt

(m3/
s)

(m3/
s)

(2)

(3)

ΔV

Vtđ

(+)

(-)

(+)

(-)

(m3/
s)

(m3/
s)

106
(m3)

106
(m3)

(4)

(5)

(6)

(7)

Vtc

VQt

106
(m3)

106
(m3)

106
(m3)

(8)

(9)

ZFt

FFt

QFth
(m3/
s)

QFbh
(m3/
s)

QFfd

Ht

Nt

(m)

(m)

(m)

(m)

MW

(10
)

(11
)

(12
(13) (14) (15)
)

(16
)

(1
7)

(1
8)

74,75

8,15

-

21,435

-

358,63

380,1

738,7

744,13

24,1

2,81

0,3024

71,64

7

120

74,75

45,25

-

119,01

-

361,26

480,3

841,5

747,98

25,87

3,2

0,3836

71,17

8

198

74,75

123,3

-

324,15

-

363,89

688

1052

755,86

29,5

4

0,4599

70,29

9

153

74,75

78,25

-

205,8

-

366,52

572,3

938,8

751,62

27,55

3,57

0,4714

70,71

10

49,3

49,3

0

-

0

-

369,15

369,2

738,3

744,11

24,09

2,81

0,3847

46,11

11

40,9

54,84

-

-13,94

-

-36,67

371,78

335,1

706,9

742,94

23,55

2,69

0,2686

51,89

12

22,4

54,84

-

-32,44

-

-85,325

374,41

289,1

663,5

741,31

22,8

2,52

0,2601

52,06

1

19,1

54,84

-

-35,74

-

-94,004

377,04

283

660,1

741,18

22,74

2,51

0,2162

52,12

2

12,4

54,84

-

-42,44

-

-111,63

379,67

268

647,7

740,72

22,53

2,46

0,2313

52,15

3

9,1

54,84

-

-45,74

-

-120,3

382,3

262

644,3

740,59

22,47

2,45

0,2478

52,15

4

10

54,84

-

-44,84

-

-117,94

384,93

267

651,9

740,88

22,6

2,48

0,2664

52,1

5

15,1

54,84

-

-39,74

-

-104,52

387,56

283

670,6

741,58

22,92

2,55

0,2789

52,01

Et
x10

(m3/
s)

82,9

56CTL3

Hw

(km
2
)

6

Nguyễn Đức Chiều

ZFHL

668,5
5
668,5
5
668,5
5
668,5
5

668,4
2
668,4
5
668,4
5
668,4
5
668,4
5
668,4
5
668,4
5
668,4
5

0

75,6

0

79,4

0

87,3

0

83,1

0

75,7

0

74,5

0

72,9

0

72,7

0

72,3

0

72,1

0

72,4

0

73,1

Nt.Et
-3

x106

KWh

KWm

(19)

(20)

(21)

46018,7
48046,6
7

33593650,7

3477769,2

35074071,3

3816201,1

52166,1
49929,6
2
29665,7
5
32851,2
6
32241,5
1
32219,8
9
32034,3
2
31975,4
3
32072,8
3
32330,8
2

38081253,5

4554721,7

36448623,6

4147854,7

21655999

2245509,7

23981421,5

2446978

23536301,8

2349127,4

23520520,5

2343416,7

23385051,1

2315083,2

23342062,2

2306733,4

23413164,5

2322930

23601499,4

2364241,3

12


Bảng 2: Bảng tÍnh thủy năng cho TTĐ điều tiết năm với P=50%
Thá
ng

QTN
(m3/
s)

Qđt
(m3/
s)

ΔQ

ΔV

(+)

(-)

(+)

(-)

(m3/

s)

(m3/
s)

106
(m3)

106
(m3)

Vtđ
106
(m3)

Vtc
106
(m3)

VQt
106
(m3)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

6

117

117

0

-

0

-

358,63

358,6

717,3

7

169

126

43,3

-

113,9

-

361,26

475,1

836,4

8

255

126

129

-

340,1

-

363,89

703,9

1068

9

208

126

82,3

-

216,4

-

366,52

583

949,5

10

73,1

73,1

0

-

0

-

369,15

369,2

738,3

11

46,6

62,8

-

-16,2

-

-42,61

371,78

329,2

701

12

28,5

62,8

-

-34,3

-

-90,21

374,41

284,2

658,6

1

21

62,8

-

-41,8

-

-109,9

377,04

267,1

644,1

2

12,6

62,8

-

-50,2

-

-132

379,67

247,6

627,3

3

9,8

62,8

-

-53

-

-139,4

382,3

242,9

625,2

4

15

62,8

-

-47,8

-

-125,7

384,93

259,2

644,1

5

51,2

62,8

-

-11,6

-

-30,51

387,56

357,1

744,6

Nguyễn Đức Chiều

56CTL3

ZFt
(m)

(11)
743,3
2
747,7
9
756,4
5
752,0
2
744,1

1
742,7
1
741,1
3
740,5
9
739,9
3
739,8
2
740,5
9
744,3
5

FFt
(km
2
)

QFth
(m3/
s)

QFbh
(m3/
s)

QFfd

(m3/
s)

(12)

(13)

(14)

(15)

23,73

2,73

0,298

114

25,78

3,18

0,382

122,1

29,77

4,06

0,464

121,2

27,73

3,61

0,475

121,6

24,09

2,81

0,385

69,91

23,45

2,67

0,267

59,87

22,72

2,5

0,259

60,04

22,47

2,45

0,214

60,14

22,17

2,39

0,228

60,19

22,12

2,38

0,244

60,18

22,47

2,45

0,265

60,09

24,2

2,83

0,294

59,67

ZFHL
(m)

(16)
668,7
2
668,7
5
668,7
4
668,7
4
668,5

4
668,4
9
668,4
9
668,4
9
668,4
9
668,4
9
668,4
9
668,4
9

Hw
(m
)

Ht
(m
)

(17
)

(18
)

0

74,6

0

79

0

87,7

0

83,3

0

75,6

0

74,2

0

72,6

0

72,1

0

71,4

0

71,3

0

72,1

0

75,9

Nt

Et

Nt.Et

MW

x10-3

x106

KWh

KWm

(20)

(21)

52762828,3

5392394,8

59901630,7

6485803,6

65950097,3

7924119,2

62843224,4

7169092,9

32779576,5

3393241,5

27571711,3

2803321,6

27058566,3

2692330,7

26901526,2

2656720,6

26680174,2

2611011

26632829,5

2602113

26878699,7

2654476,3

28088675,3

2918839,9

(19)
72277,8
5
82057,0

3
90342,6
86086,6
1
44903,5
3
37769,4
7
37066,5
3
36851,4
1
36548,1
8
36483,3
3
36820,1
4
38477,6
4

13


Bảng 3: Bảng tÍnh thủy năng cho TTĐ điều tiết năm với P=10%
QTN
Thá
ng

ΔQ

Qđt

(m3/
s)

(m3/
s)

(1)

(2)

6

Vtđ

ΔV

(+)

(-)

(+)

3

3

6

(-)
6

Vtc

VQt

106
(m3)

106
(m3)

106
(m3)

ZFt

QFbh

QFfd

(m)

(m3/
s)

(m3/
s)

(m3/
s)

(11)

(12)

(13)

(14)

23,73

2,73

25,12

(m /
s)

10
(m3)

10
(m3)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

159

159

0

-

0

-

358,63

358,6

717,3

7

224

195

28,6

-

75,32

-

361,26

436,6

797,8

8

340

195

145

-

380,4

-

363,89

744,3

1108

9

277

195

81,6

-

214,7

-

366,52

581,2

947,8

10

110

110

0

-

0

-

369,15

369,2

738,3

11

46,4

70,2

-

-23,8

-

-62,51

371,78

309,3

681,1

743,3
2
746,3
4
757,9
7
751,9
6
744,1
1
741,9
7

12
1

27,5
22,2

70,2
70,2

-

-42,7
-48

-

-112,2
-126,2

374,41
377,04

262,2
250,9

636,6
627,9

740,3
739,9

56CTL3

QFth

(km

2
)

(m /
s)

Nguyễn Đức Chiều

FFt

ZFHL

Hw

Ht

Nt

Et

Nt.Et
-3

x10

x106

KWh

KWm

(m)

(m
)

(m
)

MW

(15)

(16)

(17
)

(18
)

(19)

(20)

(21)

0,298

156

668,86

0

74,5

72064139,6

7350529,5

3,03

0,372

192

668,99

0

77,4

92132486,5

9762565,7

30,47

4,21

0,475

190,7

668,98

0

89

105274072

12831952

27,7

3,6

0,474

191,3

668,99

0

83

98718

126208,
9
144211,
1
134900,
1

98477088,7

11192596

24,09

2,81

0,385

106,8

0

75,4

5164049,6

2,59

0,264

67,31

0

73,4

30673333,7

3085696

22,34
22,18

2,42
2,39

0,255
0,211

67,49
67,57

0
0

71,8
71,4

68471
42018,2
7

41173,6
7
41027,4

49983831,2

23,1

668,69
668,5
3
668,5
3
668,5

30056775,8
29950066,9

2955089,9
2930804,4

14


7
2

17

70,2

-

-53,2

-

-139,8

379,67

239,8

619,5

3

13

70,2

-

-57,2

-

-150,3

382,3

232

614,3

4

40

70,2

-

-30,2

-

-79,34

384,93

305,6

690,5

5

128

128

-

0

-

0

387,56

387,6

775,1

Nguyễn Đức Chiều

56CTL3

739,5
739,2
1
742,3
2
745,4
9

21,99

2,36

0,226

67,59

21,88

2,34

0,241

67,59

23,27

2,63

0,274

67,27

24,73

2,95

0,301

124,8

3

668,5
3
668,5
3
668,5
3
668,7
5

0

71

0

70,7

0

73,8

0

76,7

9
40769,0
9
40603,8
9

42192,0
1
81370,1
3

29761438,3

2893272,5

29640837

2869676,9

30800165,8

3113427,4

59400192,3

6244012,6

15


IV.Xác định công suất bảo đảm Nbđ
Do hình thức điều tiết là điều tiết năm ( mục II.a)

Có thể tính theo công thức
Với

N bd = K .H .Q bd

+ K = 8,5
m

K
QTD
=

∑Q

mk
i

i =1

7

+

Vhi
= 51,93
7.∆t

+

m3/s

+= 73,99 m
Công suất đảm bảo là cống suất bình quân thời đoạn tính toán theo khả năng của

dòng nước ứng với tới suất thiết kế. Công suất bảo đảm quyết định khả năng tham gia
cân bằng suất của trạm thuỷ điện. Việc xác định công suất bảo đảm N bđ dựa trên biểu đồ
phụ tải. Nhưng ở đây ta không có biểu đồ phụ tải, vì vậy ta chọn công suất bảo đảm Nbđ
chính bằng cống suất lớn nhất mà khả năng dòng chả có thể cung cấp được:
Nbđ = Nmax = 32,66 MW
V.Xác định công suất lắp máy Nlm,điện lượng trung bình nhiều năm En ,lập bảng
tính thủy năng.
a.Xác định công suất lắp máy Nlm sơ bộ
Công suất lắp máy được tính theo công thức kinh nghiệm :
Với TTĐ điều tiết năm: Nlm=(2÷5) Nbđ = (65,32÷163,3) (MW)
Giá trị công suất lắp máy là: Nlm =100 (MW)
b.Tính toán xác định điện lượng bình quân nhiều năm En và công suất lắp máy tối
ưu Nlm, Số giờ lợi dụng công suất lắp hNlm của TTĐ.
E nn =

1
3

n

n

n

( E p =10% + E p =50% + E p =90% )

Nguyễn Đức Chiều
16

\

56CTL3


Ta tiến hành xác định các điện lượng bình quân năm (P90%, P50%, P10%) theo
nguyên tắc sau: Nếu tháng nào có công suất N i < Nlm thì lấy ngay điện lượng E i đã tính
ở trên để tính điện lượng bình quân năm, còn nếu tháng nào có N i > NLM thì TTĐ chỉ
phát điện với công suất lắp máy.ta có bảng .
So sánh bảng tính ta thấy với Nlm=100MW.
Điện lượng bình quân nhiều năm En= 483965,86 MW.h
Số giờ lợi dụng công suất lắp máy được xác định theo công thức sau:
hNlm=4839,65 h

VI.Xác định các cột nước đặc trưng
Xác định cột nước lớn nhất Hmax
Hmax=MNDBT-Zhl(Qmin)
Vậy Hmax= 755-668,18= 86,81 m
Xác định cột nước bình quân Hbq

Hbq== =

150709551,5
= 75, 775
1988900,804

(m)

VII.Xác định cột nước tính toán Htt
Htt =(0.9÷0.95).Hbq
Htt = 0.9×75,775 = 68,19(m)

VIII.Xác định cột nước nhỏ nhất Hmin
Cột nước nhỏ nhất là cột nước mà tại đó mực nước ở trong hồ ứng với
mực nước chết MNC = 691,71 m, đồng thời mực nước hạ lưu ứng với mực
nước có lưu lượng phát điện lớn nhất.
Vậy ta có : Hmin = MNC - ZHlmax( QPđmax)
Để xác định QPđmax trước hết ta tiến hành lập quan hệ (Hx – Qx) bằng cánh
giả thiết các giá trị HX giảm dần từ Htt (Hxmax = Htt = 68,19 m )
Có các giá trị Hx ta tiến hành xác định các giá trị Qx theo công thức
Hx

Qx = Qmax
Nguyễn Đức Chiều
17

H tt

56CTL3

với Qmax =

N lm
K .H tt

=

100 ×103
8,5 × 68,19

=172,52 m3/s

Hx
68
64
60
56,1
3
55
53

Qx
172,28
167,14
161,83

Zhlx
668,92
668,9
668,88

hw
0
0
0

Ztl
736,92
732,9
728,88

156,52

668,87

0

725

154,94
152,1

668,86
668,85

0
0

723,86
721,85

Sau khi có các Qx tra (Q- Zhl ) sẽ có được giá trị mực nước hạ
lưu ZHLx.

Có được các ZZHx ta tính được các giá g trị mực

nước thượng lưu :
ZTLx = ZHLx + HX . Trong chuỗi các giá trị ZTLx ta sẽ tìm được giá trị
ZTlx = MNC. Khi đó ở hạ lưu sẽ xuấ hiện giá trị mực nước là ZHlmax
Vậy Hmin = 57m
-

Như vậy sau khi tính toán phần Thủy năng ta xác định được các thông số
Mực nước dâng bình thường
: MNDBT = 755 (m)

-

- Mực nước chết
Độ sâu công tác

-

Dung tích hữu ích của hồ

-

Công suất bảo đảm P = 90%

: NBĐ90% = 32,66 (MW)

-

Công suất lắp máy P = 90%

: NLM90% = 100 (MW)

-

Điện lượng bình quân nhiều năm :

Nguyễn Đức Chiều
18

56CTL3

: MNC
: hct
: Vhi

Enn

= 725 (m)
= 30 (m)

= 670,39 (triệu/m3)

= 483965,86 MW.h


-

Số giờ lợi dụng công suất lắp máy : h

-

Cột nước bình quân

:

-

Cột nước tính toán

: Htt

= 68,19 (m)

-

Cột nước lớn nhất

: Hmax

= 86,81 m

-

Cột nước nhỏ nhất

: Hmin

= 56,13(m)

Nguyễn Đức Chiều
19

56CTL3

H

= 4839,65 h
= 75,77 m


LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO TTĐ
I.Tài liệu:

• Kết quả tính toán phần 1;
• Các loại bảng tra thiết bị (Bảng 8-1,8-2 trang 131,132 Giáo trình Tuabin thủy
lực…);
• Đường đặc tính tổng hợp chính (Bài 10.3 trang 200 Giáo trình Tuabin thủy
lực );
• Bảng tra máy phát điện (Bảng 10.2 trang 194 Giáo trình Tuabin thủy lực).
II.Nội dung tính toán:
1.Chọn số tổ máy
Số tổ máy chọn Z=2
Công suất tuabin
Ntb == = 52,63MW
Trong đó
2.Chọn và tính toán thông số chủ yếu của tuabin
2.1.Chọn tuabin
- Chọn loại tuabin dựa vào dạng năng lượng tuabin biến đỏi thành cơ
năng.Nếu chủ yếu biến đổi thế năng thành cơ năng sử dụng tua bin phản
kích. Còn chủ yếu biến đổi động năng thành cơ năng thì sử dụng tuabin
xung kích
- Ở đây cột nước lớn Htt= 51.05 (m) , nên chọn tuabin phản kích
- Dựa vào tài liệu thủy năng tra bảngHmin ÷ Hmax = 56,13÷ 86,81 (m) Chọn
tuabin tâm trục CQ80/642 có các thông số như sau:
- Kiểu bánh xe công tác :
CQ80/642

- Cột nước làm việc : (Hmax ÷ Hmin)=(50÷ 80)
- Hệ số tỷ tốc :
ns = 395 v/ph
- Số cánh bánh xe công tác: Z1 = 8
-

Tỷ số bầu :

db =

db/D1 = 0,55/0,6
b0 =

b0
D1 = 0,35

Tỷ số chiều cao:
Số vòng quay quy dẫn lợi nhất: n’Iln = 100 (v/ph)

Nguyễn Đức Chiều
20

56CTL3


-

Số vòng quay quy dẫn tính toán: n’Itt = 110 (v/ph)
Lưu lượng quy dẫn lợi nhất: Q’I = 720 (l/s)
Lưu lượng quy dẫn max: Q’Imax = 1000 (l/s)

Lưu lượng quy dẫn min (điều kiện không xảy ra khí thực) :
Q’Imin = 830 (l/s)
Hệ số khí thực (khi Q’Imax): σ = 0,29

-

Hệ số khí thực (khi Q’Imin) : σ = 0,205
Số vòng quay lồng n’I1 khi mất liên hệ liên hợp: n’I1 = 260
Số vòng quay lồng n’I1 khi có liên hệ liên hợp: n’I1 = 200
Hệ số lực nước dọc trục kz: 0,73 T/m3

*Tính toán kích thước của tuabin
a) Đường kính bánh xe công tác D1
Xác định điểm tính toán:
n' = n'
+
IM I (ln)

Và

nI' (tu ) = nI' (ln)

(10 ÷ 20) (v/ph)

là số vòng quay quy dẫn có lợi nhất được tra ở bảng (8-1) giáo trình

tuabin thủy lực với kiểu tuabin CQ80/642 ta được
⇒

nI' (ln)

nI' (ln)

= 100 (v/ph)

'
nIM
= 100 + 10 = 110(v/ph).

Q'I

Từ
= 110 (v/ph) và = 1260 (l/s) của tuabin CQ80/642 tra trên đường
ĐTTHC giáo trình tuabin thủy lực ta được η = 0,90.
D1 = = = 2,89 m
Trong đó:
+ Htt = 68,19 m;
+ ηT – hiệu suất tuabin, sơ bộ chọn trên điểm tính toán ηT = 0,9 ;
+

Q'I

- lưu lượng quy dẫn (m3/s) lấy ở điểm tính toán trên đường dự trữ công

suất 95%, tra bảng 8.1
Nguyễn Đức Chiều
21

Q'I

(A)= 1260 (l/s)= 1,26 m3/s ;

56CTL3


Ta chọn D1 nhỏ hơn D1(tt) vì đây là tuabin tâm trục.Căn cứ vào bảng 5.5/101 gt
tuabin Ta chọn D1 = 3,5 (m)

b) Xác định số vòng quay đồng bộ n
Số vòng quay đồng bộ của tuabin được xác định theo cônng thức sau:

nI' . Hbq
n=

D1

= = 273,57 (v/p)

Trong đó:
+ Hbq = 75,77 m là cột nước bình quân ;
'

+ nI là số vòng quay quy dẫn tính toán của tuabin n’=110(v/p)
+ D1=3,5 m
Tra bảng 10.2 (trang 194) lựa chọn nđb =300(v/p)
c) Kiểm tra điểm tính toán
n’1= = = 127,15(v/p)
Q’1 = = = 0,86(m3/s)
Do Q’1 < Q’Imax =1(m3/s) ⇒ Đạt yêu cầu.

n’1Hmin = = (v/p)
n’1Hmax = = (v/p)
Cặp giá trị này nằm gọn trong vùng có hiệu suất cao của đường ĐTTHC. Vậy
D1 và n đã tính ở trên là hợp lý. D1 = 3,5 (m), n = 300 (v/ph)

d.Xác định chiều cao hút Hs
Hs là chiều cao từ điểm có khả năng xảy ra khí thực đến mực nước hạ lưu
Do tuabin hướng trục nên
Hs= 10 - -().H.K=10 - – (0,02×1,1)×68,19= 7,75 m
Trong đó:
+ ∇ = Zhlmin = 668,22 (m) là độ cao nhà máy so với mặt biển;
+ H = Htt = 68,19 (m) là cột nước tính toán của TTĐ ;
+ là hệ số khí thực trên ĐĐTTHC tại điểm tính toán
+ độ hiệu chỉnh
Nguyễn Đức Chiều
22

56CTL3


Tra trên đường ĐTTHC giáo trình Tuabin thủy lực ta được = 0,02
e) Xác định cao trình lắp máy
Công thức xác định cao trình lắp máy của tuabin tâm trục đứng là:
∇lm = Zhlmin + Hs + bo/2
Trong đó:
+ Zhlmin = 668,22 (m)
+ Hs = 7,75 (m)

+ bo/2 =

bo .D1 0,3 × 3,5
=
= 0,525(m)
2
2
⇒ ∇lm = 668,22 + 7,75 + 0,525 = 676,5 (m)

*Xác định loại buồng xoắn và tính kích thước đường bao ngoài của buồng xoắn
a.Xác định loại buồng xoắn
Tra hình 5-1 GT tuabin thủy lực với Hmax = 86,81 (m) ta chọn buồng xoắn kim loại
có tiết diện hình tròn và ϕmax = 345°.

-

b.Tính toán kích thước đường bao ngoài
Vận tốc nước tại cửa vào được xác định theo công thức sau:
v cv = k . H tt

Trong đó: k = 0,6 ÷ 1,1 chọn k = 1
 vcv=1*= 8,25 m/s

-

Lưu lượng tính toán của tuabin được tính theo công thức:
Qtt = D12.Q 'I . Htt

Trong đó:
+ D1 = 3,5 (m): đường kính bánh xe công tác.
+ Q’I (B) = 1 (m3/s)
+ Htt = 68,19 (m)

 Qtt=3.52*1* = 101,16 (m3/s)

-

Lưu lượng tại cửa vào:
Qcv =Qtt* =101,16* =96,94(m3/s)

Nguyễn Đức Chiều
23

56CTL3


-

Diện tích buồng xoắn tại mặt cắt cửa vào:
Fcv = =

-

Bán kính ρ cửa vào:
�cv =

-

= 11,75(m2)
= = 1,09 (m)

Đường kính ngoài của buồng xoắn tại cửa vào:

rcv = ra + 2ρcv

= 2,7 + 2.1,09= 4,88 (m)
Trong đó: ra = Da/2 = 5,407/2 = 2,7 (m)

-

Xác định kích thước tại các tiết diện ứng với ϕi:
C=

= = 2154,58
ρi =

ϕi
ϕ
+ 2.ra . i
c
c

ri = ra + 2ρi
Giả thiết: ϕ i → ρ i → Ri

Nguyễn Đức Chiều
24

56CTL3


ST
T

ϕ

ϕ/Χ

2raϕ/
C

1

0

0

0

2

15

3

30

4

45

5

60

6

75

7

90

8

105

9

120

10

135

11

150

12

165

13

180

14

195

15

210

16

225

17

240

18

255

19

270

20

285

21

300

0,006
96
0,013
92
0,020
89
0,027
85
0,034
81
0,041
77
0,048
73
0,055
7
0,062
66
0,069
62
0,076
58
0,083
54

0,090
5
0,097
47
0,104
43
0,111
39
0,118
35
0,125
31
0,132
28
0,139
24

0,03
76
0,07
52
0,11
28
0,15
04
0,18
8
0,22
56
0,26

32
0,30
08
0,33
83
0,37
59
0,41
35
0,45
11
0,48
87
0,52
63
0,56
39
0,60
15
0,63
91
0,67
67
0,71
43
0,75
19

Nguyễn Đức Chiều
25

0
0,193892583
0,274205521
0,335831806
0,387785167
0,433556997
0,474937894
0,512991557
0,548411042
0,58167775
0,613142185
0,643068949
0,671663612
0,699089652
0,725479617
0,750942747
0,775570334
0,799439602
0,822616564
0,845158177
0,867113994

56CTL3

ρ

r

0

2,7

0,20085
45
0,28812
93
0,35671
75
0,41563
28
0,46836
66
0,51670
94
0,56172
5
0,60410
64
0,64433
5
0,68276
13

3,1017
09
3,2762
59
3,4134
35

3,5312
66
3,6367
33
3,7334
19
3,8234
5
3,9082
13
3,9886
7
4,0655
23

0,71965

4,1393

0,75520
66
0,78959
45
0,82294
64
0,85537
15
0,88696
1
0,91779

21
0,94793
1
0,97743
45
1,00635
23

4,2104
13
4,2791
89
4,3458
93
4,4107
43
4,4739
22
4,5355
84
4,5958
62
4,6548
69
4,7127
05