Nghiên cứu đề xuất phương án vận hành tối ưu hồ chứa cho nhà máy thủy điện đồng nai 3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯƠNG HUY TƯỜNG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VẬN HÀNH
TỐI ƯU HỒ CHỨA CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
ĐỒNG NAI 3

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
Mã số:

60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ ĐÌNH DƯƠNG

Đà Nẵng - Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận văn

Trương Huy Tường

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VẬN HÀNH TỐI ƯU HỒ
CHỨA CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3
Học viên: Trương Huy Tường - Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 60.52.02.02 - Khóa: K33 - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt – Hệ thống điện Việt Nam gồm các nhà máy điện, lưới điện, các hộ tiêu thụ
điện được liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiện bốn quá trình sản xuất,
truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng. Trong Hệ thống điện Việt Nam, nguồn điện
cung cấp chính cho phụ tải được lấy từ các nhà máy nhiệt điện và thủy điện. Để đáp ứng
nhu cầu phụ tải, ngoài việc đầu tư xây dựng các nhà máy điện mới thì các nhà máy điện
sẳn có cần phải được vận hành hợp lý để vừa đem lại hiệu quả kinh tế cao cho nhà máy
vừa góp phần nâng cao sản lượng điện đóng góp vào hệ thống điện quốc gia. Đối với nhà
máy thủy điện, việc tính toán vận hành tối ưu hồ chứa có ý nghĩa vô cùng quan trọng.
Trong luận văn, phương án vận hành tối ưu hồ chứa cho Nhà máy thủy điện Đồng Nai 3
được tính toán và đề xuất. Kết quả tính toán mang lại hiệu quả kinh tế cao cho Nhà máy
đồng thời góp phần nâng cao sản lượng điện đóng góp vào Hệ thống điện Việt Nam.
Từ khóa – Nhà máy thủy điện Đồng Nai 3; vận hành hồ chứa; Hệ thống điện Việt
Nam; điều tiết hồ chứa; điều tiết dài hạn.
RESEARCH ON OPTIMAL RESERVOIR OPERATION FOR DONG
NAI 3 HYDROELECTRIC POWER PLANT
Abstract - Vietnam Power System consists of power plants, power grids, and power
consumers that are linked together into a system for the production, transmission,
distribution and consumption of electricity. In the system, the main source of power for
loads is from thermoelectric and hydroelectric power plants. In order to meet the
electricity demand, in addition to investing in the construction of new power plants,
existing power plants need to be operated properly to both bring high economic efficiency
for the plants and contribute more electricity to the national grid. For hydropower plants,
optimally calculating reservoir operation is of paramount importance. In the thesis, the
optimal plan for reservoir operation for Dong Nai 3 Hydropower Plant is calculated and
proposed. Calculation results bring high economic efficiency to the Plant as well as

contribute to raising power output for the Vietnam Power System.
Key words - Dong Nai 3 Hydropower Plant; reservoir operation; Vietnam Power
System; reservoir regulation; long-term regulation.


MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................2
5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn .......................................................................2
6. Bố cục luận văn.....................................................................................................3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3.........................4
1.1. VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 ..............................................4
1.2. NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH .....................................................................................4
1.3. ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH [2] ...............................................................................4
1.3.1. Hồ chứa ...........................................................................................................4
1.3.2. Đập dâng .........................................................................................................5
1.3.3. Đập tràn ...........................................................................................................5
1.3.4. Kênh dẫn và cửa lấy nước ...............................................................................6
1.3.5. Đường hầm áp lực...........................................................................................7
1.3.6. Đường ống áp lực............................................................................................7
1.3.7. Nhà máy thủy điện ..........................................................................................7

1.3.8. Trạm phân phối 220 kV ..................................................................................7
1.4. THÔNG SỐ KỸ THUẬT NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI [3] ...................8
1.4.1. Thủy văn .........................................................................................................8
1.4.2. Hồ chứa ...........................................................................................................8
1.4.3. Đập dâng (chính).............................................................................................8
1.4.4. Đập tràn ...........................................................................................................9
1.4.5. Cửa nhận nước ................................................................................................9
1.4.6. Đường hầm áp lực...........................................................................................9
1.4.7. Đường ống áp lực............................................................................................9
1.4.8. Nhà máy thủy điện ........................................................................................10
1.4.9. Kênh xả .........................................................................................................10


1.5. SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH NHÀ MÁY [3] ..........................................................10
1.5.1. Ưu điểm: .......................................................................................................11
1.5.2. Nhược điểm:..................................................................................................11
1.6. ĐẶC ĐIỂM VẬN HÀNH NHÀ MÁY ..................................................................11
1.6.1. Vận hành theo đặc tính tuabin ......................................................................11
1.6.2. Quan hệ mực nước (Z), diện tích (F) và dung tích hồ chứa (V) của Nhà máy
thủy điện Đồng Nai 3 [2] ...............................................................................................23
1.6.3. Vận hành theo biểu đồ đặc tính hồ chứa .......................................................24
1.6.4. Vận hành hồ chứa Đồng Nai 3 trong mùa cạn [1] ........................................25
1.6.5. Vận hành điều tiết lũ [1] ...............................................................................26
1.7. KẾT QUẢ SỐ LIỆU VẬN HÀNH TRONG QUÁ KHỨ ......................................32
1.8. KẾT LUẬN ............................................................................................................33
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT DÒNG CHẢY ĐỂ
VẬN HÀNH TỐI ƯU HỒ CHỨA CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ............................34
2.1. ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA..........................................................................................34
2.1.1. Nhu cầu công suất của nhà máy thuỷ điện [4] ..............................................34
2.1.2. Phân loại điều tiết [4] ....................................................................................34

2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ VẬN HÀNH TỐI ƯU HỒ
CHỨA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN .................................................................................37
2.2.1. Phương pháp số [4] .......................................................................................37
2.2.2. Phương pháp tính toán vận hành theo đặc tính hồ chứa ...............................44
2.2.3. Phương pháp đồ thị [4] .................................................................................46
2.3. KẾT LUẬN ............................................................................................................53
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VẬN HÀNH TỐI ƯU HỒ
CHỨA CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 ................................................54
3.1. XÂY DỰNG ĐƯỜNG CONG LUỸ TÍCH NƯỚC VỀ CHO CÁC NĂM ĐIỂN
HÌNH VÀ THU THẬP SỐ LIỆU TRONG QUÁ KHỨ. ..............................................54
3.1.1. Cơ sở vận hành hồ chứa nhà máy thủy điện .................................................54
3.1.2. Xây dựng đường cong luỹ tích nước về hồ năm nước kiệt ..........................55
3.1.4. Xây dựng đường cong luỹ tích nước về năm nhiều nước ............................58
3.2. PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ VẬN HÀNH THỰC TẾ CỦA NHÀ MÁY .................59
3.2.1. Đặc tính vận hành năm nước kiệt .................................................................59
3.2.2. Đặc tính vận hành thực tế của năm nước trung bình ....................................62
3.2.3. Đặc tính vận hành của năm nhiều nước ........................................................64
3.3. XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH VẬN HÀNH HIỆU QUẢ CHO NHÀ MÁY...............66
3.3.1. Đặc tính vận hành hiệu quả năm nước kiệt ..................................................66


3.3.2. Đặc tính vận hành hiệu quả năm nước trung bình ........................................69
3.3.3. Đặc tính vận hành hiệu quả của năm nhiều nước .........................................71
3.4. KẾT LUẬN ............................................................................................................75
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................78
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu

Tên bảng

Trang

2.1

Bảng quy định thống kê lưu lượng nước về

49

2.2

Bảng tính toán luỹ tích nước về trong hệ toạ độ xiên

49

3.1

Bảng tóm tắt số liệu tính toán luỹ tích nước về hồ năm nước
kiệt

56

3.2

Bảng tóm tắt tính toán luỹ tích nước về hồ năm nước trung bình

57

3.3

Bảng tóm tắt tính toán luỹ tích nước về hồ năm nhiều nước

58

3.4

Bảng tóm tắt số liệu tính toán đường cong vận hành thực tế

60

3.5

Bảng tóm tắt giá trị tính toán lượng nước vận hành thực tế năm
nước trung bình

63

3.6

Bảng tóm tắt luỹ tích lưu lượng chạy máy thực tế năm nhiều
nước

65

3.7

Bảng tóm tắt số liệu tính toán luỹ tích nước chạy máy tối ưu

67

3.8

Bảng tóm tắt lưu lượng luỹ tích vận hành hiệu quả và sản lượng
điện năng

70

3.9

Bảng tóm tắt tính toán luỹ tích nước vận hành hiệu quả năm
nhiều nước

72


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số
hiệu
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6

1.7
1.8
1.9

Tên hình

Tổng quan toàn bộ công trình thủy điện Đồng Nai 3
Hồ chứa và đập dâng Thủy điện Đồng Nai 3
Đập tràn xả lũ Thủy điện Đồng Nai 3
Cửa nhận nước Thủy điện Đồng Nai 3
Nhà máy thủy điện Đồng Nai 3
Trạm phân phối 220 kV nhà máy thủy điện Đồng Nai 3
Sơ đồ nối điện chính nhà máy thủy điện Đồng Nai 3
Đặc tính tua bin thủy điện Đồng Nai 3
Biểu đồ vận hành hồ chứa thủy điện Đồng Nai 3
Sự thay đổi lưu lượng nước và công suất điện phụ tải trong năm (a)
2.1
và trong ngày (b).
2.2 Biểu đồ điều tiết ngày
2.3 Biểu đồ điều tiết tuần
Biểu đồ điều tiết năm của NMTĐ khi hồ chứa đủ lớn (a) và thể tích
2.4
hạn chế (b).
2.5 Minh họa phương pháp QHĐ
2.6 Minh họa phương pháp QHĐ (TT)
2.7 Đường đặc tính hồ chứa
Đường cong luỹ tích trong hệ toạ độ vuông góc (a), hệ toạ độ xiên
2.8
(b)
Độ dốc tiếp tuyến với đường cong luỹ tích (a) và biểu đồ tỉ lệ xích

2.9
hình tia (b).
Xây dựng đường cong lũy tích theo chuỗi lưu lượng nước, vẽ theo
2.10 số liệu lưu lượng nước trung bình tháng, cho trong bảng chuỗi thủy
văn 1 năm.
2.11 Xây dựng đường cong lũy tích lưu lượng nước điều tiết tối ưu
Kết quả tính toán điều tiết dài hạn dòng chảy theo phương pháp đồ
2.12
thị.
3.1 Mô hình một nhà máy thủy điện
3.2 Biểu đồ đường cong luỹ tích nước về năm nước kiệt
3.3 Đường cong luỹ tích nước về năm nước trung bình 2012
3.4 Đường cong luỹ tích nước về năm nhiều nước
3.5 Biểu đồ đường cong vận hành thực tế năm nước kiệt

4
5
6
6
7
8
10
12
24
34
35
35
36
39
40

45
47
48

49
51
52
54
56
57
58
61


Số
hiệu
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10

Tên hình
Biểu đồ đường cong vận hành tối ưu năm nước trung bình
Biểu đồ đường cong vận hành thực tế của năm nhiều nước
Đường cong đặc tính vận hành hiệu quả năm ít nước 2015
Đường cong vận hành hiệu quả năm nước trung bình 2012
Biểu đồ vận hành hiệu quả năm nhiều nước 2016

64

66
68
71
74


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hệ thống điện Việt Nam gồm có các nhà máy điện, các lưới điện, các hộ tiêu
thụ được liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiện 4 quá trình sản xuất,
truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng, đây là hệ thống điện hợp nhất giữa 3 miền
Bắc, Trung, Nam qua đường dây siêu cao áp 500 kV. Cấp điện áp truyền tải chính của
Hệ thống điện Việt Nam là 110 kV, 220 kV và 500 kV. Hiện nay, tổng công suất đặt
của các nhà máy điện trong hệ thống điện quốc gia khoảng 42.000 MW, trong khi phụ
tải lớn nhất năm 2017 ở mức 32.340 MW, như vậy hệ thống điện quốc gia có đủ khả
năng đáp ứng được nhu cầu và có dự phòng. Đến năm 2020, cùng với sự gia tăng về
phụ tải, dự kiến tổng công suất nguồn điện sẽ vào khoảng 65.500 MW, chính vì vậy
sẽ kéo theo việc xây dựng hàng loạt các nhà máy điện. Các nhà máy điện hiện hữu
phải được vận hành một cách hiệu quả nhất và hệ thống lưới truyền tải cũng có kế
hoạch phát triển tương ứng.
Trong hệ thống điện có nhiều nhà máy điện gồm các loại khác nhau: thủy điện,
nhiệt điện, gió, năng lượng mặt trời…, chế độ vận hành của các nhà máy tại từng thời
điểm cũng khác nhau. Đối với nhà máy thuỷ điện, để phát điện người ta biến năng
lượng của dòng nước thành năng lượng điện. Hiện nay, Hệ thống điện Việt Nam có
330 nhà máy thủy điện đang vận hành, với tổng công suất đặt là 17.615 MW, chiếm
40% tổng công suất đặt toàn hệ thống và sản lượng điện đóng góp hằng năm từ 3040% sản lượng phát điện toàn quốc. Trong các nhà máy thủy điện hiện hữu, có 81 nhà
máy thủy điện lớn và vừa (trên 30 MW) với tổng công suất đặt 16.100 MW, trong đó
có 41 nhà máy với tổng công suất 12.200 MW có khả năng điều tiết trên 1 tuần, tổng
dung tích hữu ích các hồ chứa là 33,39 tỷ m3, tương ứng sản lượng điện là 14,40 tỷ

kWh. Với tỷ trọng lớn như trên, các nhà máy thủy điện đã và đang đóng vai trò đặc
biệt quan trọng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.
Những nhà máy thuỷ điện có công suất vừa và lớn thường có dung tích hồ chứa
lớn nên việc điều tiết của hồ chứa này có thể theo mùa hoặc năm, có nghĩa là các hồ
chứa đó sẽ vừa dùng để phát điện và tích nước trong mùa mưa, lượng nước tích được
sẽ dùng để phát điện cho mùa khô. Bên cạnh đó, việc vận hành hồ chứa nước phải
tuân thủ các quy trình vận hành đơn hồ, liên hồ theo quy định và việc vận hành hồ
chứa theo những ràng buộc khi tham gia kết nối vào hệ thống điện. Chính vì vậy, việc
tính toán điều tiết lượng nước được tích trữ trong hồ chứa có ý nghĩa vô cùng quan
trọng đối với việc phát điện, vận hành hệ thống điện. Nếu tính toán điều tiết hồ chứa
sai sẽ dẫn đến lượng điện năng cung cấp sẽ thấp và xả thừa nước trong mùa mưa,
ngược lại nếu tính toán điều tiết hồ chứa đúng sẽ tận dụng triệt để nguồn nước để phát


2
điện nhằm cung cấp lên hệ thống một lượng điện năng lớn nhất và đảm bảo mang lại
doanh thu cao nhất trong vận hành.
Với các lý do trên, đề tài “Nghiên cứu đề xuất phương án vận hành tối ưu hồ
chứa cho Nhà máy thủy điện Đồng Nai 3” được đề xuất vừa là giải pháp mang lại hiệu
quả kinh tế cao nhất trong vận hành vừa góp phần nâng cao sản lượng điện cho Nhà
máy thủy điện Đồng Nai 3 đóng góp vào hệ thống điện quốc gia.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu, khảo sát thực trạng sử dụng nước hồ chứa nhằm đưa ra giải pháp
vận hành kinh tế có thể áp dụng và tăng hiệu quả sử dụng nguồn nước phát điện cho
Nhà máy Thuỷ điện Đồng Nai 3;
Nghiên cứu, khảo sát các ràng buộc về điều tiết hồ chứa khi nhà máy thủy điện
tham gia vận hành trong hệ thống điện; khảo sát những ràng buộc trong công tác điều
tiết hồ chứa theo quy trình vận hành hồ chứa do Chính phủ ban hành trên hệ thống
sông Đồng Nai để từ đó đưa ra phương án vận hành vừa hiệu quả vừa đúng quy định,
thỏa mãn các ràng buộc;

Các giải pháp tính toán vận hành tối ưu nguồn nước hồ chứa như trên sẽ mang
lại lợi ích không chỉ về mặt kinh tế mà còn góp phần nâng cao sản lượng điện đóng
góp vào hệ thống điện quốc gia và góp phần cải thiện môi trường.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Chế độ vận hành của Hệ thống điện Việt Nam; các vấn
đề liên quan đến hệ thống điện mà nhà máy kết nối vào; những ràng buộc về hồ chứa
theo quy trình vận hành liên hồ chứa sông Đồng Nai cũng như hồ chứa và chế độ vận
hành của Nhà máy thủy điện Đồng Nai 3; chế độ thuỷ văn của Nhà máy thuỷ điện
Đồng Nai 3.
Phạm vi nghiên cứu: Tính toán tìm phương thức vận hành tối ưu nhằm nâng cao
sản lượng điện năng, đảm bảo đúng các quy định theo quy trình vận hành hồ chứa và
yêu cầu của hệ thống điện đối với Nhà máy thủy điện Đồng Nai 3.
4. Phương pháp nghiên cứu
Kết hợp giữa lý thuyết và thực tế: Nghiên cứu lý thuyết về các phương pháp tính
toán xây dựng biểu đồ vận hành tối ưu, trên cơ sở số liệu thực tế có được về thuỷ văn
được thống kê ở các năm trước của Nhà máy thuỷ điện Đồng Nai 3, công tác vận hành
thực tế của Nhà máy, những ràng buộc và vướng mắt trong vận hành hồ chứa trong
việc tuân thủ quy trình vận hành hồ chứa và đảm bảo đúng các quy định để từ đó đề
xuất phương án vận hành hồ chứa hợp lý nhất.
5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn
Luận văn đề xuất phương án vận hành một cách khoa học, hợp lý cho Nhà máy


3
thủy điện Đồng Nai 3 đáp ứng được các mục tiêu đề ra. Đề tài có tính thực tiễn cao,
có thể áp dụng cho một nhà máy thủy điện thực tế là Nhà máy thủy điện Đồng Nai 3
và có thể phát triển ứng dụng cho các nhà máy thủy điện khác.
6. Bố cục luận văn
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan Nhà máy thủy điện Đồng Nai 3

Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán điều tiết dòng chảy để vận hành tối ưu hồ
chứa của nhà máy thủy điện
Chương 3: Tính toán đề xuất phương án vận hành tối ưu hồ chứa cho nhà máy
thủy điện Đồng Nai 3
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Quyết định giao đề tài luận văn (Bản sao)
Phụ lục


4
Chương 1
TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3
1.1. VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3
Công trình thủy điện Đồng Nai 3 nằm trên lãnh thổ 2 tỉnh Lâm Đồng và Đăk
Nông.

Hình 1.1: Tổng quan toàn bộ công trình thủy điện Đồng Nai 3
Lưu vực sông Đồng Nai đến vị trí tuyến đập có diện tích 2541 km2 vùng hồ của
thuỷ điện Đồng Nai 3, có dân cư thưa thớt.
Công trình thuỷ điện Đồng Nai được xây dựng theo sơ đồ Đập dâng. Đường dẫn
có cột nước chênh lệch thượng hạ lưu khoảng 100 m. Có đập nằm trên sông Đồng Nai
và nhà máy thủy điện nằm ở bậc thang thứ 4 trên sông Đồng Nai.
1.2. NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH
Công trình có nhiệm vụ chính là phát điện lên lưới Quốc gia với công suất 180
MW, sản lượng điện trung bình hàng năm là 607 triệu kWh. Nhiệm vụ của công trình :
- Đảm bảo an toàn công trình: Đảm bảo an toàn tuyệt đối công trình thuỷ điện
Đồng Nai 3 không để mực nước hồ vượt cao trình mực nước dâng gia cường với
mọi trận lũ có chu kỳ lặp lại nhỏ hơn hoặc bằng 1000 năm;
- Góp phần giảm lũ cho hạ du;

- Góp phần tưới tiêu cho hạ du;
- Đảm bảo hiệu quả phát điện.
1.3. ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH [2]
1.3.1. Hồ chứa
Hồ chứa nằm trên sông Đồng Nai có nhiệm vụ:


5
- Tích nước bằng cách tập trung cột nước thông qua đập dâng để phát điện.
- Điều tiết và phân phối lại lượng nước thiên nhiên phù hợp với nhu cầu sử dụng.
- Tạo ra diện tích mặt thoáng ở mực nước dâng bình thường là 55,181 km2

Hình 1.2: Hồ chứa và đập dâng Thủy điện Đồng Nai 3
1.3.2. Đập dâng
- Đập dâng có tác dụng ngăn dòng tích nước cho hồ chứa. Đập dâng được bố trí
hai bên đập tràn bằng bê tông đầm lăn RCC.
- Nước thấm trong thân đập được tập trung vào các ống tiêu nước đổ vào hành
lang kiểm tra và thoát về phía hạ lưu nhờ lỗ xả và bơm tiêu đập tràn. Các hành lang
này bố trí thông nhau có tác dụng thông gió trong thân đập.
1.3.3. Đập tràn
- Đập tràn có nhiệm vụ điều tiết mực nước trong hồ theo các quy trình vận hành
hồ chứa và được bố trí ở phần lòng sông của tuyến đập. Đập tràn có năm khoan được
ngăn cách bởi các trụ Pin. Tại đập tràn có bố trí các cửa van cung và phai sửa chữa van
cung.
- Trên đập tràn có nhà vận hành trung tâm đập tràn, từ đây có thể đóng/mở các
cửa van cung đập tràn cũng như theo dõi hệ thống quan trắc đập và các thông số của
hồ chứa.


6

Hình 1.3: Đập tràn xả lũ Thủy điện Đồng Nai 3
1.3.4. Kênh dẫn và cửa lấy nước
- Kênh dẫn nước là kênh đào.
- Cửa lấy nước là công trình đầu tiên trong hệ thống dẫn nước vào nhà máy, nó
trực tiếp lấy nước từ hồ chứa vào nhà máy.
- Cửa lấy nước được bố trí cách tuyến đập 1 km phía bên van trái của đâp nhìn từ
thượng lưu. Cửa lấy nước có dạng tháp, kết cấu bằng bê tông cốt thép. Đầu vào cửa
lấy nước có hai khoan được thiết kế theo dạng êlip để giảm thiểu tổn thất thủy lực và
không gây ra xoáy ở cửa vào.

Hình 1.4: Cửa nhận nước Thủy điện Đồng Nai 3
- Tại cửa lấy nước có bố trí: lưới chắn rác, van vận hành, van sửa chữa và cầu
trục chân dê, ngoặm vớt rác.
- Ngoài ra còn có cầu công tác nối cửa lấy nước với đường giao thông trục chính.


7
1.3.5. Đường hầm áp lực
- Đường hầm áp lực nối với cửa lấy nước đi ngầm trong lòng núi nối với tháp
điều áp và đường ống áp lực.
- Hầm được thiết kế với bê tông cốt thép và bê tông có lót thép, với đường trong
trong 7 ÷ 8 m, hầm có tổng chiều dài 914 m.
- Có nhiệm vụ dẫn nước từ hồ chứa vào đường ống áp lực đồng thời tạo thêm
cột áp do độ dốc của đường hầm.
1.3.6. Đường ống áp lực
- Đường ống áp lực là kiểu kín ở trong lòng đất, nối từ đoạn cuối của đường
hầm áp lực vào 2 tổ máy trong nhà máy. Đường ống bố trí với độ dốc lớn, chịu áp lực
nước lớn.
- Đường ống có chiều dài tổng cộng 39 m, trong đó đoạn rẻ nhánh trước hai tổ

máy có đường kính 7 m.
1.3.7. Nhà máy thủy điện
- Nhà máy kiểu hở được đặt ở bờ sông Đồng Nai trên địa bàn xã Lộc Bảo,
huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng và cách vị trí đập tràn khoảng 10 km, cao trình sàn
lắp máy là 496m.

Hình 1.5: Nhà máy thủy điện Đồng Nai 3
1.3.8. Trạm phân phối 220 kV
- Trạm phân phối điện kiểu hở được đặt cách nhà máy 200 m, nối điện từ nhà
máy tới trạm 500 kV Đăk Nông.


8

Hình 1.6: Trạm phân phối 220 kV nhà máy thủy điện Đồng Nai 3
1.4. THÔNG SỐ KỸ THUẬT NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI [3]
1.4.1. Thủy văn
- Diện tích lưu vực:
2541 km2
- Lưu lượng trung bình:
83.3 m3/s
- Lưu lượng lũ thiết kế (P = 0.1%):
- Lưu lượng lũ kiểm tra (P=0.02%):

10.000 m3/s
13.300 m3/s

1.4.2. Hồ chứa
Hồ chứa là nơi tích nước để tạo năng lượng cho tổ máy hoạt động.
- Mực nước dâng bình thường:

590 m.
- Mực nước chết:
570 m.
- Mực nước gia cường
p=579,24 m.
- Dung tích toàn bộ:
1,63x106 m3
- Dung tích hữu ích:
0,89 x106m3.
- Diện tích hồ tại MNDBT:

54,1 km2.

1.4.3. Đập dâng (chính)
Đập chính có nhiệm vụ ngăn dòng chảy chính để dâng nước hồ Đồng Nai 4 nên
chịu áp lực lớn nhất khi tích nước. Đập chính được thiết kế là loại Bêtông đầm lăn.
- Loại đập:
Bê tông đầm lăn.
- Chiều dài đập:
565 m.
- Cao trình đỉnh đập:
595 m.
- Chiều cao đập:
127.5m.


9
1.4.4. Đập tràn
Đập tràn dùng để giữ nước và xả nước khi mực nước dâng cao hơn mực nước
bình thường, nhằm để bảo vệ hệ thống đập chính và công trình cửa nhận nước.

- Cao trình ngưỡng tràn:
572,5m.
- Số khoan tràn:
5
- Kích thước cửa van:
- Lưu lượng thiết kế tại mức nước dâng bình thường:

14x17,5m.
10.188 m3/s

1.4.5. Cửa nhận nước
Cửa nhận nước có nhiệm vụ hướng nước vào đường hầm, đường ống áp lực, van
chính và đến tuabin. Cửa nhận nước được thiết kế bằng bê tông cốt thép, kiểu cống và
trước cửa nhận nước có lưới chắn rác di động và cửa sửa chữa.
- Cao trình ngưỡng:
456.5m.
- Số khoang:
2.
a. Cửa sửa chửa
Để kiểm tra và sửa chữa cửa nhận nước, đường hầm và đường ống, cửa sửa
chữa được thiết kế lắp đặt trước cửa nhận nước.
- Loại cửa van:
Dưới sâu
- Khoảng thông thủy:
8,0 m.
b.
-

Trọng lượng cửa van:
Cửa vận hành

Loại cửa van:
Số lượng cửa van:

47,049 tấn

c.
-

Chiều rộng thông thủy:
Trọng lượng cửa vạn:
Cẩu trục cửa nhận nước
Kiểu: Cẩu chân dê.
Sức nâng:

8m
64,345 tấn

Dưới sâu
1

2x50T, 2x16T, 1x5T

1.4.6. Đường hầm áp lực
Loại bê tông cốt thép và bê tông có lót thép
- Số lượng:
- Đường kính:
- Chiều dài:

1
7 - 8m

914 m

1.4.7. Đường ống áp lực
- Loại:
- Lưu lượng thiết kế:

Ngầm, có lót thép
2 x 108 m3/s

- Chiều dài:

39 m


10
- Đường kính trong:

5m

1.4.8. Nhà máy thủy điện
- Dạng:
- Cao trình sàn lắp máy:
- Số tổ máy:

Hở
496,0 m
2

- Công suất một tổ máy:
- Loại tuabin:

- Cao trình đặt BXCT:

90 MW
Francis
471 m

- Lưu lượng thiết kế:

78,4 m3/s

- Lưu lượng lớn nhất 1 tổ máy:

215 m3/s

- Cột nước tính toán:
- Cột nước lớn nhất:

95 m
115 m

- Cột nước nhỏ nhất:
- Tốc độ vòng quay:

89 m
215 vòng/phút

1.4.9. Kênh xả
- Loại:
- Chiều dài:

hở
120 m

1.5. SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH NHÀ MÁY [3]

Hình 1.7: Sơ đồ nối điện chính nhà máy thủy điện Đồng Nai 3


11
- Sử dụng sơ đồ tứ giác, công suất điện được truyền tải từ 2 máy phát với điện áp
đầu ra 15,75 kV qua 2 máy cắt 901 và 902, dao cách ly đầu cực, đến 2 máy biến áp
chính T1, T2 tăng áp lên 230 kV và đến hệ thống thanh cái trạm phân phối điện C21,
C22, C23, C24. Từ thanh cái C23, C24 nối đường dây đến trạm 500 kV Đắk Nông qua
2 đường dây 273 và 274.
1.5.1. Ưu điểm:
- Mỗi phát tuyến được bảo vệ bằng 2 máy cắt nên khi đưa ra kiểm tra, sửa chữa
bất kỳ máy cắt nào thì các phát tuyến vẫn có điện đảm bảo cung cấp điện liên tục.
- Giảm chi phí ban đầu vì giảm được 1 máy cắt so với sơ đồ hệ thống 2 thanh
góp.
- Tính đảm bảo cung cấp điện cao.
1.5.2. Nhược điểm:
- Khi sửa chữa máy cắt, dao cách ly thanh cái thì đa giác vận hành hở, nếu xảy ra
ngắn mạch ở phát tuyến không kề với nó thì 1 pháp tuyến được cắt và 1 tổ máy ở trạng
thái không tải có kích từ.
- Không phát triển thêm các phát tuyến khác trong tương lai.
- Thiết kế lắp đặt bảo vệ phức tạp
- Phải chọn dòng làm việc định mức máy cắt theo điều kiện làm việc cưỡng bức
khi sửa chữa 1 máy cắt.
1.6. ĐẶC ĐIỂM VẬN HÀNH NHÀ MÁY
1.6.1. Vận hành theo đặc tính tuabin

Tuabin chỉ được phép làm việc trong dãy công suất được chỉ ra trong đường cong
hiệu suất ứng với dãy cột áp từ 89-113.3 m. Dựa vào đường đặc tính vận hành của
Tuabin để vận hành đạt hiệu suất tối ưu nhất. Đường đặc tính này được giới hạn bởi
đường giới hạn phát công suất cực đại và cực tiểu và các thông số khác như a0, Hs, η.
Công suất phát của tổ máy phụ thuộc lớn vào lưu lượng, chiều cao cột nước.
PTĐ = 9,81.η.(Htl – Hhl). Q


12

Hình 1.8: Đặc tính tua bin thủy điện Đồng Nai 3


13
Ứng với một mức công suất phát cố định mà chiều cao cột nước có xu hướng
thấp dần thì yêu cầu lưu lượng nước chạy máy phải tăng lên và ngược lại. Ở các nhà
máy thuỷ điện chạy bằng lưu lượng như Thác Bà, Đồng Nai 4, Đồng Nai 5, Trị An
việc thay đổi cột nước từ mực nước dâng bình thường đến mức nước chết là không
nhiều. Nên việc phát công suất định mức của tổ máy cũng ít phụ thuộc vào trị số này.
Do vậy, những tổ máy này vẫn phát được công suất cực đại khi ở mực nước chết.
Nhà máy Thuỷ điện Đồng Nai 3 có diện tích lưu vực của hồ chứa 2441km 2,
diện tích mặt thoáng hồ chứa 55,18 km2, dung tích hồ chứa 1,6901 tỷ m3 và chiều cao
hiệu dụng của cột nước 95 m, dao động giữa mức nước dâng bình thường (MNDBT)
đến mức nước chết (MNC) là 20 m, nên công suất phát của Nhà máy thuỷ điện Đồng
Nai 3 phụ thuộc rất lớn vào chiều cao cột nước.
Công suất vận hành của hồ chứa Đồng Nai 3 được quy định như sau [2]:


14

MNH
(m)

Suất tiêu
Qcm ứng với công suất 1 máy
Qcm ứng với công suất 2 máy
hao
90 MW 85 MW 80 MW 75 MW 70 MW 65 MW 60 MW 90 MW 85 MW 80 MW 75 MW 70 MW 65 MW 60 MW
( m3/kwh)

570.0

4.268

103.70

97.77

91.84

85.92

79.99

74.06

68.13

106.70

100.77

94.84

88.92

82.99

77.06

71.13

570.1

4.265

103.62

97.70

91.77

85.85

79.93

74.00

68.08

106.62

100.70

94.77

88.85

82.93

77.00

71.08

570.2

4.262

103.54

97.62

91.70

85.79

79.87

73.95

68.03

106.54

100.62

94.70

88.79

82.87

76.95

71.03

570.3

4.259

103.46

97.55

91.63

85.72

79.80

73.89

67.98

106.46

100.55

94.63

88.72

82.80

76.89

70.98

570.4

4.255

103.38

97.47

91.56

85.65

79.74

73.83

67.92

106.38

100.47

94.56

88.65

82.74

76.83

70.92

570.5

4.252

103.31

97.40

91.49

85.59

79.68

73.78

67.87

106.31

100.40

94.49

88.59

82.68

76.78

70.87

570.6

4.249

103.23

97.33

91.42

85.52

79.62

73.72

67.82

106.23

100.33

94.42

88.52

82.62

76.72

70.82

570.7

4.246

103.15

97.25

91.35

85.46

79.56

73.66

67.77

106.15

100.25

94.35

88.46

82.56

76.66

70.77

570.8

4.243

103.07

97.18

91.28

85.39

79.50

73.61

67.71

106.07

100.18

94.28

88.39

82.50

76.61

70.71

570.9

4.240

102.99

97.10

91.21

85.33

79.44

73.55

67.66

105.99

100.10

94.21

88.33

82.44

76.55

70.66

571.0

4.236

102.91

97.03

91.14

85.26

79.38

73.49

67.61

105.91

100.03

94.14

88.26

82.38

76.49

70.61

571.1

4.233

102.83

96.95

91.07

85.19

79.31

73.43

67.56

105.83

99.95

94.07

88.19

82.31

76.43

70.56

571.2

4.230

102.75

96.88

91.00

85.13

79.25

73.38

67.50

105.75

99.88

94.00

88.13

82.25

76.38

70.50

571.3

4.227

102.68

96.80

90.93

85.06

79.19

73.32

67.45

105.68

99.80

93.93

88.06

82.19

76.32

70.45

571.4

4.224

102.60

96.73

90.86

85.00

79.13

73.26

67.40

105.60

99.73

93.86

88.00

82.13

76.26

70.40

571.5

4.221

102.52

96.66

90.79

84.93

79.07

73.21

67.35

105.52

99.66

93.79

87.93

82.07

76.21

70.35

571.6

4.218

102.44

96.58

90.72

84.87

79.01

73.15

67.29

105.44

99.58

93.72

87.87

82.01

76.15

70.29

571.7

4.214

102.36

96.51

90.65

84.80

78.95

73.09

67.24

105.36

99.51

93.65

87.80

81.95

76.09

70.24

571.8

4.211

102.28

96.43

90.58

84.73

78.89

73.04

67.19

105.28

99.43

93.58

87.73

81.89

76.04

70.19

571.9

4.208

102.20

96.36

90.51

84.67

78.82

72.98

67.14

105.20

99.36

93.51

87.67

81.82

75.98

70.14

572.0

4.205

102.12

96.28

90.44

84.60

78.76

72.92

67.08

105.12

99.28

93.44

87.60

81.76

75.92

70.08

572.1

4.202

102.04

96.21

90.37

84.54

78.70

72.87

67.03

105.04

99.21

93.37

87.54

81.70

75.87

70.03

572.2

4.199

101.97

96.13

90.30

84.47

78.64

72.81

66.98

104.97

99.13

93.30

87.47

81.64

75.81

69.98


15

MNH

(m)

Suất tiêu
Qcm ứng với công suất 1 máy
Qcm ứng với công suất 2 máy
hao
90 MW 85 MW 80 MW 75 MW 70 MW 65 MW 60 MW 90 MW 85 MW 80 MW 75 MW 70 MW 65 MW 60 MW
( m3/kwh)

572.3

4.195

101.89

96.06

90.23

84.41

78.58

72.75

66.92

104.89

99.06

93.23

87.41

81.58

75.75

69.92

572.4

4.192

101.81

95.99

90.16

84.34

78.52

72.70

66.87

104.81

98.99

93.16

87.34

81.52

75.70

69.87

572.5

4.189

101.73

95.91

90.09

84.27

78.46

72.64

66.82

104.73

98.91

93.09

87.27

81.46

75.64

69.82

572.6

4.186

101.65

95.84

90.02

84.21

78.40

72.58

66.77

104.65

98.84

93.02

87.21

81.40

75.58

69.77

572.7

4.183

101.57

95.76

89.95

84.14

78.33

72.52

66.71

104.57

98.76

92.95

87.14

81.33

75.52

69.71

572.8

4.180

101.49

95.69

89.88

84.08

78.27

72.47

66.66

104.49

98.69

92.88

87.08

81.27

75.47

69.66

572.9

4.177

101.41

95.61

89.81

84.01

78.21

72.41

66.61

104.41

98.61

92.81

87.01

81.21

75.41

69.61

573.0

4.173

101.34

95.54

89.74

83.95

78.15

72.35

66.56

104.34

98.54

92.74

86.95

81.15

75.35

69.56

573.1

4.170

101.26

95.46

89.67

83.88

78.09

72.30

66.50

104.26

98.46

92.67

86.88

81.09

75.30

69.50

573.2

4.167

101.18

95.39

89.60

83.81

78.03

72.24

66.45

104.18

98.39

92.60

86.81

81.03

75.24

69.45

573.3

4.164

101.10

95.32

89.53

83.75

77.97

72.18

66.40

104.10

98.32

92.53

86.75

80.97

75.18

69.40

573.4

4.161

101.02

95.24

89.46

83.68

77.90

72.13

66.35

104.02

98.24

92.46

86.68

80.90

75.13

69.35

573.5

4.158

100.94

95.17

89.39

83.62

77.84

72.07

66.29

103.94

98.17

92.39

86.62

80.84

75.07

69.29

573.6

4.155

100.86

95.09

89.32

83.55

77.78

72.01

66.24

103.86

98.09

92.32

86.55

80.78

75.01

69.24

573.7

4.151

100.78

95.02

89.25

83.49

77.72

71.96

66.19

103.78

98.02

92.25

86.49

80.72

74.96

69.19

573.8

4.148

100.71

94.94

89.18

83.42

77.66

71.90

66.14

103.71

97.94

92.18

86.42

80.66

74.90

69.14

573.9

4.145

100.63

94.87

89.11

83.36

77.60

71.84

66.08

103.63

97.87

92.11

86.36

80.60

74.84

69.08

574.0

4.142

100.55

94.79

89.04

83.29

77.54

71.78

66.03

103.55

97.79

92.04

86.29

80.54

74.78

69.03

574.1

4.139

100.47

94.72

88.97

83.22

77.48

71.73

65.98

103.47

97.72

91.97

86.22

80.48

74.73

68.98

574.2

4.136

100.39

94.65

88.90

83.16

77.41

71.67

65.93

103.39

97.65

91.90

86.16

80.41

74.67

68.93

574.3

4.132

100.31

94.57

88.83

83.09

77.35

71.61

65.87

103.31

97.57

91.83

86.09

80.35

74.61

68.87

574.4

4.129

100.23

94.50

88.76

83.03

77.29

71.56

65.82

103.23

97.50

91.76

86.03

80.29

74.56

68.82

574.5

4.126

100.15

94.42

88.69

82.96

77.23

71.50

65.77

103.15

97.42

91.69

85.96

80.23

74.50

68.77


16

MNH
(m)

Suất tiêu
Qcm ứng với công suất 1 máy
Qcm ứng với công suất 2 máy
hao
90 MW 85 MW 80 MW 75 MW 70 MW 65 MW 60 MW 90 MW 85 MW 80 MW 75 MW 70 MW 65 MW 60 MW
( m3/kwh)

574.6

4.123

100.07

94.35

88.62

82.90

77.17

71.44

65.72

103.07

97.35

91.62

85.90

80.17

74.44

68.72

574.7

4.120

100.00

94.27

88.55

82.83

77.11

71.39

65.66

103.00

97.27

91.55

85.83

80.11

74.39

68.66

574.8

4.117

99.92

94.20

88.48

82.76

77.05

71.33

65.61

102.92

97.20

91.48

85.76

80.05

74.33

68.61

574.9

4.114

99.84

94.12

88.41

82.70

76.99

71.27

65.56

102.84

97.12

91.41

85.70

79.99

74.27

68.56

575.0

4.110

99.76

94.05

88.34

82.63

76.92

71.22

65.51

102.76

97.05

91.34

85.63

79.92

74.22

68.51

575.1

4.107

99.68

93.98

88.27

82.57

76.86

71.16

65.45

102.68

96.98

91.27

85.57

79.86

74.16

68.45

575.2

4.104

99.60

93.90

88.20

82.50

76.80

71.10

65.40

102.60

96.90

91.20

85.50

79.80

74.10

68.40

575.3

4.101

99.52

93.83

88.13

82.44

76.74

71.04

65.35

102.52

96.83

91.13

85.44

79.74

74.04

68.35

575.4

4.098

99.44

93.75

88.06

82.37

76.68

70.99

65.30

102.44

96.75

91.06

85.37

79.68

73.99

68.30

575.5

4.095

99.37

93.68

87.99

82.30

76.62

70.93

65.24

102.37

96.68

90.99

85.30

79.62

73.93

68.24

575.6

4.091

99.29

93.60

87.92

82.24

76.56

70.87

65.19

102.29

96.60

90.92

85.24

79.56

73.87

68.19

575.7

4.088

99.21

93.53

87.85

82.17

76.49

70.82

65.14

102.21

96.53

90.85

85.17

79.49

73.82

68.14

575.8

4.085

99.13

93.46

87.78

82.11

76.43

70.76

65.09

102.13

96.46

90.78

85.11

79.43

73.76

68.09

575.9

4.082

99.05

93.38

87.71

82.04

76.37

70.70

65.03

102.05

96.38

90.71

85.04

79.37

73.70

68.03

576.0

4.079

98.97

93.31

87.64

81.98

76.31

70.65

64.98

101.97

96.31

90.64

84.98

79.31

73.65

67.98

576.1

4.076

98.89

93.23

87.57

81.91

76.25

70.59

64.93

101.89

96.23

90.57

84.91

79.25

73.59

67.93

576.2

4.073

98.81

93.16

87.50

81.84

76.19

70.53

64.88

101.81

96.16

90.50

84.84

79.19

73.53

67.88

576.3

4.069

98.73

93.08

87.43

81.78

76.13

70.48

64.82

101.73

96.08

90.43

84.78

79.13

73.48

67.82

576.4

4.066

98.66

93.01

87.36

81.71

76.07

70.42

64.77

101.66

96.01

90.36

84.71

79.07

73.42

67.77

576.5

4.063

98.58

92.93

87.29

81.65

76.00

70.36

64.72

101.58

95.93

90.29

84.65

79.00

73.36

67.72

576.6

4.060

98.50

92.86

87.22

81.58

75.94

70.30

64.67

101.50

95.86

90.22

84.58

78.94

73.30

67.67

576.7

4.057

98.42

92.79

87.15

81.52

75.88

70.25

64.61

101.42

95.79

90.15

84.52

78.88

73.25

67.61

576.8

4.054

98.34

92.71

87.08

81.45

75.82

70.19

64.56

101.34

95.71

90.08

84.45

78.82

73.19

67.56