Báo cáo cuối kì môn kỹ thuật hệ thống dự án xây dựng đập thủy điện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN KĨ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP



MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG

BÁO CÁO BTL
HỆ THỐNG THỦY ĐIỆN
GVHD: TS. Đặng Phi Vân Hài
LỚP: CK14HT
THỨ: 2 Tiết 4-5-6
Thành viên:
•

La Nghĩa Trường

MSSV 1414338

•

Nguyễn Thị Lâm Nghĩa

MSSV 1412459

•

Nguyễn Thụy Phương Vy

MSSV 1414798

•

Nguyễn Ngọc Hiền

MSSV 1411224

•

Đoàn Phạm Đức Hiếu Minh

MSSV 1412256

Tp. HCM, tháng 11 năm 2016


Contents

2


Bảng phân công công việc của các thành viên nhóm
Thành viên
Nguyễn Ngọc
Hiền

Đoàn Phạm
Đức Hiếu
Minh

Nguyễn Thị
Lâm Nghĩa
La Nghĩa
Trường

Nguyễn Thụy
Phương Vy

Báo cáo lần 1

Công việc
Báo cáo giữa kì

giới thiệu hệ
thống

chức năng trữ
và xả nước

Thuyết trình,
tìm kiếm tài liệu khối chức năng
Sản xuất điện
tham khảo
phân tích môi
trường dự án
Thuyết trình,
tìm kiếm tài liệu
tham khảo

stakeholder

tổng hợp work,
khối chức năng
con dẫn nước
chỉnh sửa các
khối chức năng
Làm ppt, khối
chức năng
truyền dẫn điện

3

Báo cáo cuối kì
Làm ppt, chỉnh
sửa và bổ sung
phần thiết kế sơ
khởi
thiết kế sơ khởi,
chỉnh sửa bổ
sung giới thiệu
hệ thống
Làm ppt, hoàn
chỉnh chương tk
ý niệm,
Phân tích đánh
đổi, các phương
án, tradeoff, chi
phí
Tổng hợp ppt,
tổng hợp word,

giới thiệu, quy
trình xả lũ

% Hoàn thành

100

100

100

100

100


Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1. Giới thiệu
Một trong những mối quan tâm hàng đầu của các quốc gia là vấn đề an ninh trong cung cấp
điện, an ninh năng lượng trong hệ thống điện. Ngày nay và trong một vài thập kỷ tới , ngoại trừ
Nga, Mỹ và một vài nước Trung Đông, nhiều nước đang và sẽ sớm đối mặt với thiếu hụt cung
cấp năng lượng. Việt Nam tuy mới là quốc gia có nền kinh tế đang phát triển và mới đạt được
mức độ thu nhập trung bình, nhưng với sức rướn của một đất nước giàu truyền thống và con
người thông minh cần cù, dự báo đất nước ta sẽ tiếp tục phát triển nhanh trong những thập kỷ tới.
Cung cầu năng lượng nói chung và cung cầu điện nói riêng ở nước ta đang có những vấn đề bức
xúc đặt ra. Xem xét nghiên cứu một cách nghiêm túc và sâu sắc về các giải pháp an ninh năng
lượng trong hệ thống điện là vấn đề không chỉ của Nhà nước, Chính phủ mà là trách nhiệm của
mỗi người chúng ta. Vì lẽ đó, nhóm đã lấy hệ thống nhà máy thủy điện làm đề tài cho bài tập lớn
môn Kỹ thuật hệ thống lần này.

4


Chương 2: THIẾT KẾ Ý NIỆM
2.1 Phân tích nhu cầu thị trường
2.1.1 Tình hình hiện tại
Việt Nam là quốc gia có nguồn tài nguyên nhiên liệu-năng lượng đa dạng đầy đủ các chủng
loại như than, dầu khí, thủy điện và các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng
lượng sinh khối, năng lượng địa nhiệt, năng lượng biển... Tuy nhiên thực tiễn phát triển kinh tế
những năm vừa qua cho thấy sự biến động về nhiên liệu và năng lượng diễn biến khá phức tạp,
bên cạnh việc xuất khẩu than và dầu thô, chúng ta vẫn phải nhập khẩu sản phẩm dầu qua chế biến
và điện năng. Chính vì vậy việc tập trung phát triển các nguồn năng lượng có thể tái tạo như thủy
điện là điều hết sức cần thiết.
Theo đánh giá của các nghiên cứu gần đây, tiềm năng về kinh tế-kỹ thuật thủy điện của
nước ta đạt khoảng 75-80 tỷ kWh với công suất tương ứng đạt 18000-20000MW. Lãnh thổ Việt
Nam nằm trong vùng nhiệt đới, có lượng mưa trung bình hàng năm cao, khoảng 1.800 2.000mm. Với địa hình miền Bắc và biên giới miền Tây đồi núi cao, phía Đông là bờ biển dài
trên 3.400km nên nước ta có hệ thống sông ngòi khá dày đặc với hơn 3.450 hệ thống. Và với điều
kiện tự nhiên thuận lợi như vậy nên tiềm năng thuỷ điện của nước ta tương đối lớn.
Phát triển thủy điện không chỉ giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng điện mà còn có nhiều
ưu điểm như sau:
Thúc đẩy các khả năng kinh tế: Các công trình thuỷ điện có vốn đầu tư lớn, thời gian xây
dựng kéo dài nhưng mang lại hiệu quả cao và tuổi thọ đến 100 năm hoặc hơn. Vậy nên có thể nói
không có công nghệ năng lượng nào rẻ bằng thuỷ điện. Các chi phí vận hành và bảo dưỡng hàng
năm là rất thấp, so với vốn đầu tư và thấp hơn nhiều các nhà máy điện khác.
Bảo tồn các hệ sinh thái: Thuỷ điện sử dụng năng lượng của dòng nước để phát điện, mà
không làm cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên, cũng không làm biến đổi các đặc tính của
nước sau khi chảy qua tuabin.
Linh hoạt: Trong cung cấp điện năng, thủy điện là nguồn cung ứng linh hoạt, bởi khả năng
điều chỉnh công suất. Nhà máy thủy điện tích năng làm việc như acquy, trữ khổng lồ bằng cách
tích và xả năng lượng theo nhu cầu hệ thống điện. Có thể khởi động và phát đến công suất tối đa

5


chỉ trong vòng vài phút, trong khi nhiệt điện (trừ tuốc bin khí - gas turbine) phải mất vài giờ hay
nhiều hơn trong trường hợp điện nguyên tử. Do đó, thủy điện thường dùng để đáp ứng phần đỉnh
là phần có yêu cầu cao về tính linh hoạt mang tải.
Là nguồn năng lượng sạch: Thủy điện cung cấp một nguồn năng lượng sạch, hầu như
không phát khí thải gây hiệu ứng nhà kính.
Giảm phát thải: Bằng cách sử dụng nguồn nước thay vì các loại nhiên liệu hoá thạch (đặc
biệt là than), thuỷ điện giảm bớt ô nhiễm môi trường, giảm bớt các trận mưa axít, giảm axit hoá
đất và các hệ thống thủy sinh. Thuỷ điện thải ra rất ít khí hiệu ứng nhà kính so với các phương án
phát điện quy mô lớn khác, do vậy làm giảm sự nóng lên của trái đất.
Sử dụng nước đa mục tiêu: Thuỷ điện không tiêu thụ lượng nước mà nó đã dùng để phát
điện, mà xả lại nguồn nước quan trọng này để sử dụng vào những việc khác như: cung cấp nước
cho sản xuất lương thực. Hồ chứa còn có thể cải thiện các điều kiện nuôi trông thủy sản và vận
tải thủy.
2.1.2 Nhu cầu tương lai
Theo dự báo, trong giai đoạn 2001 – 2020 tăng trưởng trung bình GDP 7,1 – 7,2%, thì
chúng ta cần tới 201 tỷ kWh và 327 tỷ kWh vào năm 2030. Trong khi đó, khả năng huy động tối
đa các các nguồn năng lượng nội địa của nước ta tương ứng 165 tỷ kWh vào năm 2020 và 208 tỷ
kWh vào năm 2030, thiếu gần 119 tỷ kWh. Xu hướng gia tăng sự thiếu hụt nguồn điện trong
nước sẽ càng gay gắt và sẽ tiếp tục kéo dài trong những năm tới.
Nhu cầu năng lượng Việt Nam dự báo sẽ tăng gấp 3 lần trong vòng 10 năm tới (12% mỗi
năm). Các mỏ dầu tại Việt Nam hiện đang cho thấy dấu hiệu đi xuống về sản lượng. Việc mở
rộng khai thác không đủ để giúp ngành dầu khí vượt qua được các khó khăn trên nếu Việt Nam
không sớm tìm được các mỏ mới, sản lượng khai thác của ngành trong thời gian tới sẽ chứng kiến
sự sụt giảm đáng kể.
Việt Nam được dự báo sẽ trở thành nước nhập khẩu năng lượng. Hiện nay, Việt Nam đã và
đang nhập khẩu điện từ các nhà máy thủy điện của Lào, Trung Quốc, và đang phụ thuộc vào cả 2
nước này trong việc duy trì dòng chảy cho các trạm thủy điện trong nước, nguồn cung cấp 43%

điện năng cho cả Việt Nam.
6


2.2. Sơ bộ về dự án
2.2.1 Cơ sở pháp lý
Dự án đầu tư Thủy điện Đăk R’keh được lập trên các cơ sở:

− Căn cứ vào luật xây dựng số 16/2003/QH 11 ngày 26 tháng 11 năm 2003 của Quốc Hội
khoá XI kỳ họp thứ IV.

− Căn cứ Nghị định số 16/2005/NĐ-CP, ngày 07 tháng 02 năm 2005 của Chính phủ về
quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình.
− Căn cứ Nghị định số 12/2006/NĐ-CP, ngày 29 tháng 09 năm 2006 của Chính phủ về
sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị đinh16/2005/NĐ-CP về quản lý dự án đầu tư
xây dựng công trình.
− Nghị định số 12/2009/NĐ-CP ngày 10/02/2009 của Chính Phủ về quản lý dự án đầu tư
xây dựng công trình
− Căn cứ vào công văn số 146/UBND-KT ngày 09/02/2007 về việc thông báo chủ chương
và quy mô đầu tư xây dựng công trình thủ điện Đăk R’keh

− Căn cứ vào công văn Số : 2339/UBND ngày 22/04/2010 của Ủy ban Nhân dân tỉnh Đắk
Nông đề nghị Bộ Công Thương thỏa thận bổ sung dự án Thủy điện Đăk R’keh vào quy
hoạch thủy điện
− Quyết định số 30/2006/NĐ-BCN ngày 31/08/2006 của Bộ trưởng Bộ công nghiệp về
việc ban hành Quy định về quản lý đầu tư xây dựng các dự án thủy điện độc lập
− Công văn số 5015/BCN – NLDK ngày 16 tháng 9 năm 2005 của Bộ công nghiệp về
việc quy hoạch phát triển thủy điện vừa và nhỏ trên địa bàn tỉnh Đắk Nông
− Công văn số 3257/UBND-CNXD ngày 04/07/2016 về việc điều chỉnh quy mô công suất
dự án thủy điện Đăk R’keh

− Giấy chứng nhận đầu tư và tất cả văn bảng pháp lý thống nhất chủ trương cho dự án đầu
tư thủy điện Đăk R’keh

− Căn cứ Công văn Số : 4913/BCT-NL ngày 20/05/2010 của Bộ Công thương thỏa thuận
bổ sung dự án Thủy điện Đăk R’keh vào quy hoạch thủy điện
2.2.2 Vị trí công trình

− Nhà máy thủy điện có tọa độ 11o46’15” vĩ độ Bắc, 109o29’18” độ kinh Đông.
− Công trình nằm cách Gia Nghĩa 25km về phía Đông, thuộc xã Đăk Sin, huyện Đăk Klap
(đây là một xã vùng sâu, vùng xa còn nhiều khó khăn của tỉnh Đắk Nông).
2.2.3 Nguồn lực
7


2.2.3.1 Môi trường tự nhiên
Các đặc trưng của môi trường xung quanh khu vuực xây dựng thủy điện:

− Khí hậu nhiệt đới gió mùa, nền nhiệt cao, nhiệt độ trung bình năm là 22,2oC.
− Nắng nhiều, bức xạ lớn, số giờ nắng trung bình từ 200-280 giờ/tháng.
− Chế độ gió thay đổi theo mùa về hướng và tốc độ gió, chịu ảnh hưởng của 2 kiểu gió
mùa Đông Bắc và Tây Nam.
Các đặc trưng thủy văn:

− Dòng chảy chia làm 2 mùa là mùa lũ (lượng dòng chảy chiếm 80% lượng dòng chảy cả
năm) và mùa hạn.

− Lưu vực có độ cao từ 650- 700m.
− Mạng lưới sông ngòi tương đối dày, khả năng tập trung dòng chảy tốt.
− Lượng mưa trung bình năm khoảng 2500mm.

2.2.3.2 Môi trường rủi ro
Trong suốt vòng đời của mình, hệ thống có thể đối mặt với các rủi ro như:

−
−
−
−
−

Rủi ro trong lúc vận hành: vận hành không đúng theo quy trình…
Rủi ro an toàn: xảy ra tai nạn lao động.
Rủi ro tài chính: dự án lỗ vốn…
Rủi ro xã hội: dư luận lên án, phản đối xây dựng nhà máy thủy điện.

Rủi ro thời gian: dự án chậm tiến độ.
2.2.4 Công suất
Nhà máy thủy điện Đăk R’Keh dự tính có công suất lắp máy N/m = 5000 KW, điện lượng
cung cấp hằng năm 20.96 x 106 KWh.
2.2.5. Thời gian dự kiến

−

Thời gian xây dựng: 2 năm

− Thời gian vận hành, khai thác: trên 25 năm.
2.2.6. Nguồn vốn

− Vốn tự có: 64 tỷ đồng
− Vốn vay: 110 tỷ đồng
8

2.2.7 Quy trình sản xuất

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất thủy điện
Chú thích quy trình công nghệ
Bước 1: Nước chảy đến đập

− Chức năng: tích nước, dâng cao mực nước
− Input: nước đến từ thượng nguồn theo dạng dòng chảy, nước đến từ mưa theo dạng giọt
mưa hoặc dòng chảy nước mưa theo lưu vực vào sông

− Output: nước được tích trữ, dòng chảy của sông bị thay đổi
Bước 2: Nước truyền sang ống dẫn nước

− Chức năng : dẫn nước theo đường dẫn thiết kế để nước không bị mất cao độ
− Input: nước từ hồ chứa
− Output: nước đi theo ống dẫn nước
9


Bước 3: Nước đến bể áp lực

− Chức năng: đảm bảo áp lực cho máy chạy, đường ống áp lực luôn đầy nước
− Input: nước từ ống dẫn nước đi theo dòng chảy
− Output: nước đi đến ống áp lực theo dòng chảy
Bước 4: Nước chạy qua bể áp lực

− Chức năng: dẫn nước từ cao độ cao đến cao độ thấp nơi đặt nhà máy
− Input: nước chảy chậm từ bể áp lực

− Output: nước chảy nhanh với áp lực cao lao xuống nhà máy
Bước 5: Nước làm quay tuabin phát ra điện

− Chức năng: tạo ra điện
− Input: nước chảy đến với tốc độ cao và lưu lượng lớn
− Output: dòng điện AC với hiệu điện thế tuỳ thuộc vào loại máy, dòng nước sau khi sử
dụng chảy ra lại hạ nguồn
Bước 6: Hoà điện vào lưới điện

− Chức năng: đưa dòng điện được sản xuất vào mạng lưới điện quốc gia
− Input: điện với hiệu điện thế từ đầu ra của máy phát điện
− Output: điện được biến áp sao cho hiệu điện thế của dòng điện bằng với hiệu điện thế
của mang lưới điện quốc gia tại khu vực nhà máy
2.3. Xác định các bên liên quan
Các bên liên quan của hệ thống thủy điện bao gồm:

− Chủ đầu tư
− Điện lực quốc gia
− Người vận hành
2.4. Yêu cầu của các bên liên quan
2.4.1. Nhu cầu các bên liên quan

10


Hình 2.2: Yêu cầu của các bên liên quan
2.4.2. Các ràng buộc của hệ thống
Khi xây dựng và vận hành hệ thống cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định của nhà nước,
các bộ ngành như sau:

− Sở xây dựng: phải có giấy phép xây dựng.
− Sở kế hoạch đầu tư: có chứng nhận đầu tư, tuân theo các quy định về ưu đãi đầu tư.
− Sở giao thông: quy định về sự ảnh hưởng của công trình thủy điện đối với đường đi của
nhân dân trong vùng và biện pháp hạn chế ảnh hưởng, khắc phục.
− Sở nông nghiệp và phát triển nông thôn: quy định về việc phá rừng và biện pháp phục
hồi hoặc trồng lại rừng, quy định về sự ảnh hưởng đến nước tưới tiêu, sinh hoạt.
− Sở tài nguyên môi trường: tuân thủ yêu cầu về việc xây dựng không ảnh hưởng đến môi
trường xung quanh, không vì mục đích khai thác khoáng sản trái phép, đền bù đất thõa
đáng cho người dân.

− Tỉnh đội: đáp ứng yêu cầu về diện tích xây dựng không nằm trong phần đất quy hoạch
cho mục đích quân sự, đảm bảo an ninh quốc gia, đáp ứng yêu cầu về rà phá bom mìn…
11


− Chi cục thuế: tuân theo quy định về thuế.
− Phòng cháy chữa cháy: đảm bảo quy định về bố trí lắp đặt các thiết bị phòng cháy chữa
cháy.
− Sở văn hóa thông tin: không ảnh hưởng hay phá hoại di tích lịch sử
− Điện lực quốc gia, tỉnh: chấp hành yêu cầu về sản lượng, công suất điện yêu cầu để hòa
lưới điện chung.
− Bộ công thương: phải tuân theo chủ trương xây dựng do nhà nước đặt ra, nếu chưa có
phải xin hồ sơ bổ sung, thuyết minh xây dựng và phê duyệt bổ sung.

− Sở công thương: phê duyệt các thiết kế cơ sở (sơ bộ dự án, cột áp, công suất, đầu nối,
dòng tiền..)

− Ủy ban nhân dân tỉnh: phải có chủ trương xây dựng theo phê duyệt của bộ công thương;
chứng minh tài chính (vốn tự có 30% vốn đầu tư).

12


2.5. Yêu cầu hệ thống

Hình 2.3: Yêu cầu hệ thống thủy điện
Ghi chú:

-

Các rủi ro có thể gặp phải trong quá trình vận hành như: máy móc hư hỏng, lượng nước
thiếu không đủ vận hành, thiếu nhân công…tất cả những rủi ro này đều trực tiếp ảnh

-

hưởng đến sản lượng điện sản xuất, từ đó dẫn đó đến lợi nhuận suy giảm.
Một số yêu cầu của điện lực quốc gia về việc hòa lưới điện:
+ Được sự điều động của trung tâm điều độ hệ thống điện.
+ Đạt được các yêu cầu về kỹ thuật, như các anh đã bàn: Điều kiện về điện áp, điều kiện
về tần số, điều kiện về pha….
13


CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ KHỞI
3.1. Phân tích chức năng:
Đưa ra các chức năng và kiểm tra các chức năng liên quan đến yêu cầu
Các chức năng liên quan tới yêu cầu của hệ thống được phân bố và xét sự liên quan và chức
năng thành phần của từng bộ phận, mội bộ phận có những chức năng riêng sao cho không trùng
lập về nhiệm vụ các bộ phận.

Hình 3.1: Functional Block Diagram

14


Hệ thống thủy điện

1. Trữ và xả nước

1.1 Trữ nước

2. Dẫn nước

3. Sản xuất điện

2.1 Dẫn nước từ hồ chứa

4. Truyền tải điện

3.1 Tạo momen quay rôto

1.2 Xả lũ

5. Chức năng hỗ trợ

5.1 Tài chính

5.2 Nhân sự
2.2 Điều tiết áp lực nước

3.2 Cấp điện cho stato

5.3 Kế hoạch
2.3 Duy trì nước ở áp lực cao

5.4 An ninh

Hình 3.2: Cây chức năng
3.2. Biểu đồ N2
Nhằm tổng hợp các chức năng cần có của một hệ thống tương ứng với các kết quả đầu vào
và đầu ra theo thứ tự hàng và cột.
Hệ thống gồm 4 chức năng chính:






Trữ và xả nước
Dẫn nước
Sản xuất điện
Truyền tải điện

15


1. Trữ và xả nước
Kế hoạch trữ nước
và xả lũ.
Kế hoạch trữ nước

và xã lũ
-

Nước từ đập vào
đường ống

Mực nước dâng, mực
nước chết
Lượng nước dẫn về
nhà máy.

2. Dẫn nước
Kế hoạch điều tiết
nước dẫn qua tuabin
-

-

3. Sản xuất điện

Thông tin về điện áp.

Điện tự dùng

4. Truyền tải điện

Hình 3.3: Biểu đồ N2
3.3. Phân bổ yêu cầu vào các khối chức năng
3.3.1. Khối chức năng trữ và xả nước:

Hình 3.4. FBD của khối chức năng trữ và xả nước
Chức năng trữ nước và xả lũ gồm hai chức năng con: trữ nước và xả lũ.

 Nhiệm vụ:
 Trữ nước: tiếp nhận và duy trì lượng nước trong hồ chứa không được thấp hơn mực
nước chết, phát hiện và giải quyết khi có vật thể lại trong hồ.

 Xả lũ: khi lượng nước trong hồ chứa vượt quá mực nước tối đa thì tiến hành xả lũ, có
thông báo đến các hộ dân dưới hạ nguồn lịch xả lũ và lượng nước xả lũ.
 Yêu cầu về thiết kế:
 Bề dày đập, chiều cao, diện tích phải chịu được mực nước tối đa của hồ chứa mùa
lũ.
 Thiết kế đập linh động khi xả lũ: 45 giây để mở cửa xả lũ.
 Xả được tối đa 450 m3/s.
 Yêu cầu về vận hành:
 Theo dõi 24/24
 Thu thập thông tin khí tượng thủy văn hằng ngày
 Vớt rác 2h/lần
 Nhân viên được đào tạo qui trình điều khiển đập mùa lũ
 Giữ mực nước hồ 548-553m
16


3.3.2. Khối chức năng dẫn nước:

Hình 3.5: FBD của chức năng dẫn nước
Chức năng dẫn nước gồm ba chức năng con: dẫn nước từ đập, điều tiết áp lực nước và duy
trì nước với áp lực cao.

 Nhiệm vụ:

 Dẫn nước từ đập: dẫn nước từ đập theo đường ống đến bể áp lực.
 Điều tiết áp lực nước: điều chỉnh ap lực nước phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của
tuabin.

 Duy trì nước với áp lực cao: duy trì nước ở áp lực cao theo yêu cầu kỹ thuật của
tuabin.
 Yêu cầu thiết kế:
 Chiều dài, đường kính, vật liệu, độ dày, đường đi ống được thiết kế dựa theo công
suất máy, lưu lượng nước, điều kiện môi trường và tự nhiên, để độ giảm cao độ là
thấp nhất và chi phí hợp lý.
 Tháp điều áp: Điều tiết áp lực dòng chảy theo lưu lượng dòng chảy trong đường ống.
 Lưới lọc rác: bề rộng 2 khe không vượt quá bề rộng bánh xe công tác.
 Yêu cầu vận hành:
 Có qui trình xử lí khi xảy ra sự cố.
 Hàn lại khi rò rỉ.
 Sơn sửa định kỳ hằng tháng.
3.3.3. Khối chức năng sản xuất điện

 Nhà máy thủy điện:

17


Hình 3.6: FBD của khối chức năng sản xuất điện.
Chức năng: Sản xuất điện và hai chức năng con (tạo momen quay rôto và cấp điện cho stato).
Đảm bảo đúng yêu cầu đã đề ra: Cung cấp lượng điện….. Hệ thống bao gồm các bộ phận : nhà
máy, trạm nâng, máy biến áp, máy phát điện, turbine, các thiết bị điều khiển

 Yêu cầu thiết kế
 Nhà máy thủy điện:

Kết cấu bằng bê tông cốt thép đặt trên nền đá lớp 3b. Nhà máy được lắp đặt gồm 3 tổ máy thủy
lực với tuabin tâm trục- trục ngang công suất lắp máy 3x4 = 12MW.
Khoảng cách giữa các tim tổ máy, khoảng cách đặt tuabin, độ cao gian máy, độ cao sàn nhà máy
được thiết kế theo đúng yêu cầu.
Kích thước nhà máy axb m sao cho phù hợp với số tổ máy.
Cửa ra của các tổ máy có bố trí các khe van sửa chữa với mỗi bộ cửa van phẳng dùng cho từng tổ
máy. Hạ lưu bố trí hệ thống tời phục vụ cho công việc nâng hạ cửa van hạ lưu.
Đáy cửa ra có độ cao phải phù hợp cho việc di chuyển giữa người và máy .
Kết cấu nhà máy bằng bê tông cốt thép. Nhà máy đước bố trí đảm bảo điều kiện ổn định đẩy nổi
cho các kết cấu gian lắp ráp, gian máy, gian điều kiển và các buồng phòng nhà máy

 Trạm nâng:
Một số thiết bị trong trạm nâng. Tất cả thiết bị phải phù hợp với yêu cầu thiết kế
Bảng 3.1: Danh sách thiết bị trạm nâng

Tên thiết bị
Máy biến áp chính
Máy biến áp tự dùng
Chống sét van
Máy cắt
Cầu dao cách ly 1 tiếp đất
Cầu dao cách ly 2 tiếp đất
18


 Máy biến áp:
Máy biến áp được chế tạo trong nước phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 1894, IEC76. Máy là dạng 3
pha, hai cuộn dây, ngâm trong dầu, làm mát tự nhiên với các thông số kĩ thuật phải phù hợp với

-

yêu cầu sản xuất:
Loại máy biến áp
Dây quấn cao áp
Phía hạ áp
Tổ đấu dây
Nấc phân áp
Tần số định mức
Số lượng MBA
Để sử dụng điện trong nhà máy thì cần lắp thêm 1 máy biến áp tự dùng:
Loại máy biến áp
Dây quấn cao áp
Dây quấn hạ áp
Tổ đấu dây
Nấc phân áp
Tần số định mức
Số lượng MBA

 Máy phát điện:
Các loại thông số kĩ thuật cần phải đáp ứng yêu cầu
Bảng 3.2: Các loại thông số kĩ thuật của máy phát điện
Tên máy phát
Loại
Bố trí kết cấu
Công suất định mức
Hệ số công suất
Điện áp định mức
Tần số dòng điện
Số vòng quay định mức
Vòng quay lồng

Hiệu suất máy phát
Trọng lượng máy phát

 Turbine:
Các loại thông số kĩ thuật cần phải đáp ứng yêu cầu
Trục tua bin được nối mặt bích với bánh xe công tác, và nối mặt bích với trục máy phát điện. Tua
bin được trang bị đồng bộ tất cả thiết bị phụ cần thiết và hệ thống tự động điều chỉnh bao gồm:
máy điều tốc, thiết bị dầu áp lực và tủ đo lường, bảo vệ và tự động hoá.
Bảng 3.3: Các loại thông số kĩ thuật của turbine
19


Loại turbine
Tên
Bố trí kết cấu
Cột nước tính toán
Lưu lượng
Công suất
Đường kính bánh xe công tác
Trọng lượng
Số vòng quay định mức
Hiệu suất

 Các thiết bị điều khiển: Một só loại thiết bị cần phải có :
-

Cần kích từ
Tủ điện điểu khiển
b/ Yêu cầu vận hành.
Các bộ phận hoạt động phải tương thích với nhau và đảm bảo đáp ứng được công suất đã đề ra

-

ban đầu, thời gian hoạt động 24/24
Các bộ phận đa phần tự động nhưng cần phải có nhân công giám sát 24/24 : yêu cầu tối thiểu cần
3 nhân công. Mỗi ca làm việc 8 tiếng bao gồm cả sáng và tối. Sau khi 1 tuần sẽ luân chuyển ca

-

của công nhân để đáp ứng yêu cầu về sức khỏe của công nhân.
Tổng hiệu suất của quá trình chuyển đổi nước thành điện
3.3.4. Khối chức năng truyền tải điện:

Hình 3.6. FBD khối chức năng truyền tải điện.

 Yêu cầu thiết kế:
 Điện áp 110kV
 Tần số 50Hz
 Hệ số công suất 0.8
 Sự nhấp nháy của điện áp
 Giảm, loại trừ sự cố.
 Yêu cầu vận hành: Xử lí sự cố không quá nửa ngày
3.4. Khối chức năng hỗ trợ
20


3.4.1. Bộ phận tài chính: có chức năng chính là thống kê tài chính

 Nhiệm vụ:
 Lập báo cáo tài chính, báo cáo thuế theo qui định của chế độ tài chính hiện hành,

phản ứng trung thực kết quả hoạt động của công ty
 Chủ trì làm việc với các cơ quan thuế, kiểm toán, thanh tra tài chính.
 Phát lương hằng tháng cho công nhân viên.
 Lập kế hoạch thu chi và hoàn thành đúng hạn ngân sách thu chi
 Số lượng: 1-2 người
 Yêu cầu: tốt nghiệp đại học hoặc cao đẳng ngành kế toám, có kỹ năng phần mềm.
3.4.2. Bộ phận quản lý nhân sự: gồm ba chức năng chính là tuyển dụng, đào tạo và
đánh giá.

 Nhiệm vụ:
 Hỗ trợ quản lý nhân sự cho hệ thống, xem xét nguồn lực đáp ứng cho hệ thống, có
quyền ra quyết định tuyển dụng, đào tạo và đánh giá nhân sự
 Tổ chức bộ máy nhân sự quản lý và phân chia công việc
 Số lượng: 1-2 người.
 Yêu cầu: tốt nghiệp đại học các ngành liên quan đến kỹ thuật điện, xây dựng, cơ khí hoặc
quản lý nhân sự, có kỹ năng phần mềm.
3.4.3. Bộ phận kế hoạch: gồm các chức năng chính: kế hoạch sản xuất và một số kế
hoạch khác.

 Nhiệm vụ:
 Lên kế hoạch điều tiết sản xuất theo nhu cầu vào giờ cao điểm, thấp điểm.
 Lên kế hoạch cho 1 một số bộ phận khác như : kế hoạch bảo trì ( sẽ nêu rõ ở bộ
phận bảo trì ), kế hoạch phát triển,….
 Số lượng: 2 - 3 người,
 Yêu cầu tốt nghiệp đại học ngành Kỹ thuật hệ thống công nghiệp và Kỹ sư Điện, có kinh
nghiệm từ 1 -2 năm, có tinh thần trách nhiệm.
3.4.4. Bộ phận an ninh:
gồm chức năng quản lý tài sản và đảm bảo an toàn cho hệ thống.

 Nhiệm vụ:

 Bảo vệ an toàn cho toàn bộ hệ thống bao gồm đập nước, nhà máy, thường xuyên
kiểm tra an ninh các khu vực xung quanh, kiểm tra vật thể lạ bên trong hồ chứa
 Đảm bảo được sự an toàn môi trường làm việc bên trong lẫn bên ngoài cho nhà
máy
 Số lượng: 2 – 3 người.
21


 Yêu cầu: lao động phổ thổng, tuổi từ 30 -50, sức khỏe tốt, có tinh thần trách nhiệm, hòa
đồng.
3.4.5. Bộ phận kĩ thuật: gồm chức năng liên quan đến kĩ thuật máy móc và bảo trì
hệ thống.

 Nhiệm vụ:
 Triển khai các kĩ thuật cần thiết trong quá trình sản xuất
 Hướng dẫn công nhân các kĩ thuật trong quá trình sản xuất
 Giám sát các kĩ thuật trong quá trình vận hành.
 Thực hiện bảo trì theo định kì, hay đột xuất theo quan điểm bảo trì
Bảng 3.4: Các mục cần bảo trì và quan điểm bảo trì
Mục

Bảo trì

Bảo trì máy móc, thiết bị định kỳ

2 tuần / lần

Hệ thống báo cháy nổ

Sửa chữa tại chỗ do nhân viên bảo trì hoặc

báo lên cấp trên.
Sửa chữa tại chỗ do nhân viên bảo trì hoặc
báo lên cấp trên.
Sửa chữa tại chỗ do nhân viên bảo trì hoặc
báo lên cấp trên.
Sửa chữa tại chỗ do nhân viên bảo trì hoặc
báo lên cấp trên.
Sửa chữa tại chỗ do nhân viên bảo trì hoặc
báo lên cấp trên.

Đập nước, lưới lọc
Tuabin nước
Sửa chữa máy móc khi hư hỏng
Các đường ống

 Số lượng: 5 – 7 người
 Yêu cầu: tốt nghiệp đại học các ngành liên quan đến điện – điện tử, xây dựng, cơ khí, chế
tạo máy. Có tinh thần trách nhiệm, làm việc cẩn thận, hòa đồng
3.5. Phân tích đánh đổi
3.5.1. Trữ nước và xả nước
3.5.1.1. Cụm đầu mối Đak R’keh

 Đập dâng:
Do đặc điểm công trình được khai thác kiểu liên hồ chứa, trong đó hồ Đăk R’keh đóng vai trò
điều tiết chủ yếu, hồ Đa Anh Kông chỉ có vai trò điều tiết phụ sao cho chuyển được tối đa dòng
chảy sang lưu vực Đăk R’keh, mực nước 2 hồ được bố trí chênh nhau 1,5m, đảm bảo chế độ thủy
lực của kênh chuyển nước.

22

Dựa vào các điều kiện tự nhiên, ta đề ra được ba cặp mực nước đâng bình thường và mực nước
chết như sau: 548,0m/546,0m ; 549,0m/547,0m và 550,0m/548,0m. Các cặp có chiều cao tăng
dầng theo cùng là chi phí xây dựng và thiết bị tăng dần, nhưng điện lượng trung bình hằng năm
ước tính cũng tăng theo.
Bảng 1: Bảng tổng hợp vốn kinh tế các phương án chọn MNDBT/MNC (109đ)

Phương án chọn sơ MND/MNC
Hạng mục
Xây lắp

548/546
67,49

549/547
61,52

550/548
73,66

Thiết bị

26,50

33,50

26,50

Bồi thường GPMB

30,69

31,00

35,65

Quản lý dự án

1,55

1,57

1,65

Tư vấn đầu tư xây dựng

4,39

4,39

4,73

Chi khác

4,10

4,10

4,20

Dự phòng

2,00

2,00

2,00

136,73

138,08

148,40

Tổng vốn dùng cho phân tích kinh tế

Bảng: Thông số thủy năng lựa chọn MNDBT/MNC

Hạng mục

Phương án chọn MNDBT/MNC

Đơn vị

548/546

549/547

550/548

MNDBT

M

548,00

549,00

550,00

MNC

M

546,00

547,00

548,00

Wtb

106m3

0,29

0,55

1,07

Wc

106m3

0,05

0,12

0,29

Whi

106m3

0,24

0,44

0,78

Qmax

m3/s

11,29

11,06

10,85

Qmin

m3/s

3,39

3,32

3,25

Qtb

m3/s

4,91

4,87

4,83

Qt.toán

m3/s

10,60

10,42

10,23

23


Hạng mục

Phương án chọn MNDBT/MNC

Đơn vị

548/546

549/547

550/548

Hmax

M

56,93

57,75

58,77

Hmin

M

53,37

54,46

55,54

Htb

M

55,81

56,83

57,87

Htt

M

55,51

56,44

57,48

Eo

106Kwh

19,81

20,11

20,29

Giờ

3962

4023

4058

109đ

136,73

138,08

148,40

đ/KWh

6902

6866

7314

NPV

109đ

35,55

36,95

26,45

EIRR

%

12,70

12,78

11,87

1,25

1,25

1,17

14

14

17

Hsdcslm
Các chỉ tiêu kinh tế
Vốn kinh tế (K)
Vốn đầu tư đơn vị (KE)

B/C
Thời gian hòan vốn kinh tế

Năm

Từ các chỉ tiêu kinh tế, kiến nghị phương án xây dựng đập hồ Đăk R’Keh với MNDBT/MNC là
549/547. Sử dụng phương án kiến nghị để thiết kế đập dâng với các thông số sau
Bảng 3: Các thông số kỹ thuật cơ bản đập dâng Đak R’keh
TT

THÔNG SỐ

ĐƠN
VỊ

TRỊ SỐ

1

Cao trình đỉnh đập

M

549.50

2

Chiều rộng đỉnh đập

M

5

3

Chiều cao đập lớn nhất

M

7.0

4

Tổng chiều dài đập (Không kể tràn)

M

142

5

Hệ số mái hạ lưu

2.5

6

Hệ số mái thượng lưu

2.75
24


Từ các thông số trên ước tính chi phí xây dựng như sau:
Bảng 4: Chi phí xây dựng ước tính (vnđ)
Thành
tiền
1,5 tỷ
280 triệu
20 triệu
606 triệu
594 triệu

Tên công tác
Đập dâng
Công tác đất
Công tác đá
Công tác xây
Công tác khác

 Đập tràn:
Tuyến tràn được bố trí cùng tuyến đập, về phía bên phải. Hình thức tràn cửa van phẳng
gồm 3 cửa 3x(5x6)m, với ngưỡng tràn dạng đỉnh rộng, cơ chế đóng mở bằng máy vít. Vận hành
bằng động cơ điện và có thể can thiệp bằng thủ công. Vào mùa lũ, tràn được mở với khẩu độ

thích hợp để duy trì mực nước hồ luôn ở MNDBT, khi có lũ lớn thì mở toàn bộ các cửa tràn, trả
lại dòng chảy thiên nhiên và kết hợp tháo xả bùn cát trước cửa lấy nước
Dựa vào dòng nước 2 mùa của sông , phương án duy nhất được kiến nghị là: Tại tràn xả
lũ, bố trí 3 cửa van phẳng bằng thép. Kích thước bxh =(5x5.1)m. Đóng mở bằng động cơ điện có
kết hợp thủ công.

• 04 cửa phải sửa chữa có kích thước B×H=5.4×1.3 m chênh lệch cột nước ∆H = 4.5m, đóng
mở trong điều kiện nước tĩnh. Phai được làm bằng thép CT38 với thép hình và thép tấm,
chắn nước bằng cao su củ tỏi và cao su phẳng.

• 03 cửa làm việc có kích thước B×H = 5.23×5.1 m. Chênh lệch cột nước ∆H=4.5 m, đóng
mở trong dòng chảy với ∆H=4.5 m. Cửa sẽ thiết kế theo kiểu có bánh xe lăn, được làm
bằng thép CT 38 với thép hình và thép tấm, chắn nước bằng cao su củ tỏi và cao su phẳng.
Cửa được bố trí sau khe phai sử chữa

• 03 máy đóng mở cho cửa làm việc với các thông số :
Kiểu
Sức nâng thiết kế

: 15 VĐ1 ( máy nâng kiểu vít chạy điện một trục )
: 15 Tấn.

Đường kính ngoài trục vít : phi 100.
Công suất động cơ điện : 4 Kw.
Liên kết giữa cửa và máy đóng mở có các trục nối.
Đồng bộ với cửa có khe cửa gắn trong bêtông. Bề mặt tiếp xúc giữa chắn nước của cửa với
khe cửa có lót thép không gỉ.
Bảng 5: Thông số kỹ thuật của đập tràn cụm đầu mối Đak R’keh.
25