Thiết kế sơ bộ trạm thủy điện h4

THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THỦY ĐIỆN H4 SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 LỜI NÓI ĐẦU Thuỷ dạng lượng tiềm tàng nước.Năng lượng tiềm tàng thể ba dạng: Hoá năng- nhiệt - Hoá nước thể việc làm thành dung dịch muối hoà tan , loại nước sông đẻ biến thành lượng Nhiệt nước sinh chênh lệch nhiệt đọ lớp nước mặt đáy sông,biển,giữa nước mặt đất mỏ nước ngầm Hai dang lượng nước nêu có trữ lượng lớn , phân bố rời rạc khó khai thác Cơ nước thể mưa , dịng chảy sơng suối , sóng nước thuỷ triều Trong lượng dịng sơng nguồn lượng lớn khai thác thuận tiện cả.Trong sơng suối nhỏ phân bố nhiều nơi, việc xây dựng trạm thuỷ điện việc sử dụng thiết bị điện lại đơn giản so với việc sử dụng lượng khác Do đặc đIểm trênviệc sử dụng thuỷ để phát điện trở thành phổ biến Kể từ năm 1934 Pháp , sau Nga , người ta chế tạo thành công turbin nước để phát điện Cho đến việc sử dụng turbin nước đẻ phát điện ngày phát triển mạnh mẽ Tại nước ta có 1000 sông suối với trữ tiềm tàng lớn Trong có sơng Đà , sơng Lơ , hệ thống sơng Đồng Nai có nguồn lượng lớn Những năm gần nhịp độ phát triển Việt Nam ngày tăng , đặc biệt nhà máy điện Hồ Bình Một cơng trình lớn khu vực ĐNA đem lại nguồn lợi kinh tế lớn Bên cạnh nhà máy thuỷ điện Thác Bà ,Thác Mơ,Trị An,Yaly…đang đóng góp tích cực cho cơng ngiệp hố đại hoá đất nước Hiện tiến hành khẩn trương viêc ngiên cứu khai thác thuỷ lợi dụng tổng hợp nguồn nước sông lớn nhỏ khắp đất nước.Hệ thống sông Đông Nai ý quan tâm hệ thống đươc xây dựng nhiều nhà máy thuỷ điện,tiến tới hình thành hệ thống bậc thang thuỷ điện SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 Với đồ án tốt ngiệp tôI giao thiết kế sơ TTĐ sông Spêpook thuộc hệ thống sông Đồng Nai nằm tỉnh Đăc Lắc với tài liệu thiết kế cần thiết sau: Nhiệm vụ cơng trình Tài liệu dân sinh kinh tế Tài liệu địa hình Tài liệu địa chất Tài liệu khí tượng thuỷ văn SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 PHẦN I TỔNG QUAN CHƯƠNG I: KHÁI QT VỀ CƠNG TRÌNH $1.1 Đặc điểm vị trí địa lý * Vị trí hình thành lưu vực Hồ trước trạm thuỷ điện nằm sông Eakrông thuộc đoạn sông Spêpook thuộc tỉnh Đăc Lắc Trực tuyến đập theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam $1.2.Đặc điểm địa hình - địa chất I.Đặc điểm địa hình Địa hình sơng Spêpook chảy lãnh thổ Việt Nam theo hướng Bắc Tây Bắc, qua vùng địa đa dạng phức tạp, nhiều núi non hiểm trở, xen kẽ đầm lầy rừng rậm rừng thưa vùng đất thoai thoải phủ cỏ thấp Địa hình lưu vực sơng chia làm đoạn sau: - Đoạn I: Từ thượng lưu bn Tulanh, vùng núi cao có độ trung bình 1000m, dân cư thưa thớt, xa trục lộ giao thơng sở kinh tế khơng có - Đoạn II: Từ bn Tulanh đến bn Bray, địa hình có độ cao trung bình 450m 500m, thung lũng khu vực chủ yếu đầm lầy, có hồ chứa nước thiên nhiên to nằm dãy núi, ăn thông với sông Phía bn Bray hợp lưu hai dịng Eakrơng Krơngkro, lưu vực nói chung cịn hoang vắng, người, giao thơng khó khăn - Đoạn III: Phần lại đến biên giới Việt Nam - Campuchia Đoạn sông chảy siết, độ dốc lớn độ uốn cong lớn, nhiều thác ghềnh, lưu vực phần lớn đồi núi thấp, thoai thoải, độ cao trung bình 280 300m, đường quốc lộ 14 cắt ngang sông đoạn gần tuyến cơng trình, dân cư tập trung gần đường quốc lộ ven sông II.Điều kiện địa chất cơng trình vùng xây dựng - Cơng trình xây dựng dự định thượng lưu phần lớn nằm nhánh sông Krôngkro, khu vực nằm cấu tạo Đắk lưu thuộc đới uốn nếp Đà lạt Các lớp địa chất tạo thành thuộc lớp trầm tích Juza hệ tầng đơn T1-2 phun trào Bazan độ tứ cuội kết vối nhét, nằm tạo thành uốn nếp, có hướng nằm Tây - Tây- Nam Đơng Nam, SVTH : NGƠ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 lưu vực có vài nếp gãy kiến tạo cắt qua theo hướng Tây Bắc Đơng Nam phía Tây Bắc Đrâylinh vùng Krongpack có khe nứt khe nứt theo hướng Đơng Bắc từ bn Bray thượng nguồn có trầm tích đội tứ gồm cuội , sỏi cuội, đá tảng đá Granit III.Đặc điểm khí tượng thuỷ văn Nhiệt độ nhiệt độ cao thường xuất hiên tháng đạt tới 39 40oC thấp 4oC, nhiệt độ trung bìn năm tăng 23 vào tháng 12 xuống tới 24oc ( theo tài liệu trạm khí tượng Bn Mê Thuật) Độ ẩm Lượng bình qn 82,4%, nhỏ 40,5% Tháng có độ ẩm lớn tháng 9, tháng có độ ẩm thấp tháng Khí hậu Bn Mê Thụt mang tính chất khí hậu cao nguyên trung Chế độ mưa Mùa mưa tháng đến tháng 10, bão thường xảy vào tháng 9, tháng 10, mưa lớn vào tháng 8,9,10 Trong lưu vực có số tram đo mưa: Buôn Mê Thuật Krong Bruc Chư Hlam Tài liệu dịng chảy Trong lưu vực có số trạm đo thuỷ văn như: Draylinh Buôn Mê Thuật Krong Buk Trạm thuỷ văn Draylinh với diện tích lưu vực 8880 km có 12 năm tài liệu dòng chay, trạm thủy văm đáng ý nhất, dịng chảy năm bình qn số tuyến theo tần suất, lấy chế độ dòng chả tuyến cơng trình Phân phối dịng chảy tháng năm tính tốn theo mơ hình trạm Đraylinh $1.3 Tình hình vật liệu xây dựng SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 Vật liệu chỗm theo khảo sát chung vùng vật liệu phong phú, chúng phân bố rộng rãi bao gồm loại đá, cát, cuội, sỏi, đất 1.Đá Đá phân bố rộng rãi phạm vi cơng trình lân cận bao gồm loại đá granít, bazaít… Vật liệu cát, cuội sỏi… Vùng xây dựng cơng trình lịng sơng thoải dần nên, phía thượng lưu cơng trình có nhiều bãi bồi lớn, nơi tập trung bãi cuội, sỏi, cát có trữ lượng lớn Các loại vật liệu khác Về xi măng, sắt thép, địa phương chưa phát triển ngành nên phải mua nơi khác $1.4 Tình hình giao thông vận tải Mạng lưới giao thông vùng chưa phát triển, có đường mịn nối khu dân cư vùng, có thuận lợi giao thông đường thuỷ $1.5 Yêu cầu sử dụng nước - Công trinh trạm thuỷ điêm xây dựng chủ yếu cho phát điện cung cấp điện cho địa phương - Vấn đề tưới giao thông thuỷ phía thượng lưu, hạ lưu cơng trình đặt ra, phát triển kinh tế, nhu cầu có sử dụng địa phương khơng địi hỏi phải thiết có, nên hồ chứa hình thành yêu cầu đảm bảo $1.6 Tình hình dân sinh kinh tế $1.7 Chọn tuyến cơng trình Trên sở tài liệu thăm dò, khảo sát điều tra điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn, vật liệu xây dựng, dân sinh kinh tế Tiến hành so sánh phương án tuyến cơng trình giai đoạn quy hoạch thuỷ lợi,đặc biệt quy hoạch thuỷ năng, định chọn tuyến BBB tuyến cơng trình coi hợp lý lý sau đây: SVTH : NGƠ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 -Địa hình thuận lợi, tuyến đập bố trí hai khe núi giảm khối lượng đào đắp -Về địa chất: Địa chất khu vực xây dựng có đá cứng, nứt nẻ Như vây đảm bảo tốt vấn đề ổn đình Cơng trình, giảm nhỏ khối lượng sử lý móng -Bố trí Cơng trình liên quan thuận lợi như: đập dâng, đập tràn đập phụ khác -Vấn đề bố trí trường thi cơng thuận tiện, vị trí xây dựng Trạm thuỷ điện địa hình phẳng, tiện cho việc bố trí xây dựng đường giao thơng Đập xây dựng gần bãi vật liệu, tiện cho việc vận chuyển, giảm giá thành xây SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 CHƯƠNGII :TÀI LIỆU THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH $2.1 ý nghĩa nhiệm vụ Trạm thuỷ điện H4 I Ý nghĩa Qua tình hình tỉnh Đắc Lắc lưu vực sông Spêpook thấy việc xây dựng Trạm thuỷ điện H4 có ý nghĩa lớn với vùng, có tác dụng thúc đẩy phát triển kinh tế vùng tỉnh, thúc đẩy phát triển kinh tế ngành sử dụng điện, nước đảm bảo cung cấp điện chỗ Đồng thời đóng góp cho hệ thống điện quốc gia lượng điện đáng kểm đời sống người dân nâng cao II.Nhiệm vụ Trạm thuỷ điện H4 có nhiệm vụ phát điện Ngồi ta cịn lợi dụng tổng hợp: phịng lũ, tưới, giao thơng, dịch vụ… $2.2.Tài liệu thiết kế Bình đồ lưu vực: Tỷ lệ Đường đặc tính lịng hồ 500 Ztl(m) 340 435 436 437 438 F(km2) 4,8 6,8 7,6 8,1 8,2 W.106.m3 267,9 405,8 569,12 636,0 645,0 Quan hệ: Q ~ Zhl Q( m3/ s) 47,4 64,0 99,1 124 210 Zhạ(m) 412,2 412,4 413,1 413,4 414,9 II Tài liệu thuỷ văn 1.Tài liệu nước đến năm điểm hình Tháng 10 11 12 Qth 10% 138 157 413 460 180 122 Qth 50% 182 151 298 264 144 136 Qth 90% 55,4 125 205 255 107 66,1 SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 2.Tài liệu mưa bốc Bốc Tháng h(mm) 52 60 73 72 37 20 Tháng 10 11 12 h(mm) 22 21 19 20 26,5 27,5 Tháng Mưa Xi( mm) 1,7 6,4 w% 25, 86,3 228 232 79, 72,8 73, 87,1 85, 26 8 10 11 12 325 307 221 69, 194 87,1 87, 88,8 87,3 85, 83, 82, Lưu lượng mưa năm 1790 mm III.Các tài liệu khác Tuổi thọ Cơng trình : T=90 năm Hàm lượng bùn cát nước : bc =0,081kg/m3 Hàm lượng riêng bùn cát bc = 1,5 T/m3 Chế độ dịng chảy tuyến Cơng trình Flv (km2) 3860 Qđến ( m3/s) 123 Mo ( l/s-km2) Cv 32 0,25 Cs 2.Cv Qp % (m3/s) 10% 50 % 90 % 164 121 86 Và tài liệu khác SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 10 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 Vậy (m) SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 25 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 c Xác định độ sâu cơng tác có lợi hồ chứa theo tiêu chuẩn điện lượng mùa kiệt lớn nhất(Emkmax) Để xác định độ sâu cơng tác có lợi hồ chứa theo tiêu chuẩn điện lượng mùa kiệt lớn ta tiến hành sau: Giả thiết loạt độ sâu công tác cho giá trị độ sâu công tác giả thiết không vượt gía trị độ sâu cơng tác cho phép Dựa vào đường đặc tính lịng hồ để xác định giá trị dung tích hữu ích hồ chứa ứng với độ sâu công tác giả thiết Căn vào dung tích hữu ích độ sâu cơng tác, lưu lượng thiên nhiên mùa kiệt năm nước kiệt thiết kế(P=90%) Tiến hành tính tốn điều tiết xác định lưu lượng (Q) cột nước (H) từ tính công suất (N), điện lượng mùa kiệt (E mk) năm nước kiệt thiết kế Vẽ quan hệ hct với Emk từ quan hệ xác định độ sâu cơng tác có lợi mà giá trị Emk đạt giá trị lớn Kết tính tốn ghi bảng (II – 1): Giải thích cột bảng: + Cột (1): Các giá trị độ sâu công tác giả thiết ( ) + Cột (2): Các cao trình MNC tương ứng với MNC = MNDBT + Cột (3): Ghi giá trị dung tích hồ ứng với MNC, từ giá trị MNC cột (2) tra quan hệ ZTL ~ W ta có Vc tương ứng + Cột (4): Ghi giá trị dung tích hữu ích hồ chứa tương ứng với :( Vhi) Vhi = VMNDBT – Vc (m3/s) Với VMNDBT = 350,64.106 (m3) + Cột (5): Ghi giá trị dung tích bình quân hồ chứa ( ) + Cột (6): Ghi cao trình mực nước thượng lưu bình quân ( TL) tương ứng với cột (5), tìm cách tra quan hệ ZTL ~ W + Cột (7): Ghi giá trị diện tích bình qn ( )của mặt hồ, tìm cách tra quan hệ F ~W, tương ứng với giá trị cột (5) + Cột (8) Lưu lượng tổn thất thấm (Q Th), lấy 1% dung tích bình qn: SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 26 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 (m3/s) QTh = 1% + Cột (9): Lưu lượng tổn thất bốc (QBh): (m3/s) QBh = : Chiều dầy lớp nước bốc mặt hồ tính bình qn cho mùa kiệt = 0.0523 (m) + Cột (10): Ghi giá trị lưu lượng phát điện mùa kiệt TTĐ có kể đến tổn thất thấm bốc hơi:( ) = 31.3 (m3/s): lưu lượng trung bình mùa kiệt thiết kế + Cột (11): Ghi cao trình mực nước hạ lưu ( HL) ứng với giá trị ghi cột (9), tìm cách tra đường quan hệ Q ~ZHL (m) + Cột (12): Ghi cột nước phát điện TTĐ ( ) = Cột(6) – Cột (11) (m) + Cột (13): Ghi cơng suất bình qn mùa kiệt: ( ) = KN Trong đó: KN: hệ số công suất KN = 9.81 TĐ TĐ = mf Tb Trđ 0.98 mf: hiệu suất máy phát điện mf = 0.96 Tb : hiệu suất Tuabin Trđ Tb = 0.88 0.90 : hiệu suất truyền động trục Tuabin trục máy phát Trđ =1 (vì trục Tuabin trục máy phát nối chung trục) Sơ lấy KN = 8.4 + Côt (14): Điện lượng bình quân mùa kiệt năm kiệt thiết kế ( mk = mk ) T (KWh) T: số tháng: T = 720 Từ giá trị cột (1) Emk cột(14) ta vẽ quan hệ Emk ~ hct SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 27 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 BẢNG TÍNH TỐN QUAN HỆ hct ~ Emk MND = 433 VMND = 350.64 hctgt MNC VMNC Vhi 3.26 3.22 3.18 3.14 3.10 3.06 3.02 2.98 429.74 429.78 429.82 429.86 429.90 429.94 429.98 430.02 V Z F Qth Qbh Qtd Zhl H N E 260.73 89.91 305.69 431.37 5.35 1.17 0.11 35.75 411.54 19.83 5.954 4287.08 261.83 88.81 306.24 431.39 5.36 1.17 0.11 35.67 411.54 19.85 5.948 4282.72 262.94 87.70 306.79 431.41 5.36 1.17 0.11 35.60 411.54 19.87 5.942 4278.30 264.04 86.60 307.34 431.43 5.37 1.17 0.11 35.53 411.54 19.89 5.936 4273.91 265.14 85.50 307.89 431.45 5.38 1.18 0.11 35.46 411.53 19.92 5.933 4271.65 266.25 84.39 308.45 431.47 5.39 1.18 0.11 35.38 411.53 19.94 5.927 4267.14 267.35 83.29 309.00 431.49 5.40 1.18 0.11 35.31 411.53 19.96 5.920 4262.70 268.45 82.2 309.5 431.5 5.41 1.18 0.11 35.24 411.53 19.98 5.914 4258.24 Từ đường quan hệ Emk ~hct hình(II-1) ta nhận thấy hct tăng Emk tăng đường quan hệ h ct ~ Emk khơng có cực trị, kết hợp tiêu chuẩn điện lượng mùa kiệt lớn hai điều kiện ràng buộc tơi chọn hct có lợi là: hct = 6.26(m) - dung tích chết hồ chứa (VMNC) Phần dung tích nằm MNC hồ chứa gọi dung tích chết hồ chứa Với MNDBT = 433 (m) hct = 3.26 (m) MNC = MNDBT - hct = 433– 3.26=429.74 (m) MNC = 429.74 m VMNDBT = 350,64.106 (m3) VMNC =260.73 106 (m3) - Dung tích hữu ích hồ chứa (Vhi) Phần dung tích nằm MNC MNDBT gọi dung tích hữu ích hồ chứa: Vhi = VMNDBT - VMNC = 350.64 106 – 260.73 106 = 89.91 106 (m3) *Hệ số điều tiết hồ chứa ( ) Để biểu thị mức độ điều tiết hồ chứa người ta đưa hệ số gọi hệ số điều tiết hồ chứa , hệ số điều tiết hồ chứa xác định theo cơng thức sau: SVTH : NGƠ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 28 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 Trong đó: Vhi dung tích hữu ích hồ chứa Vhi = 89.91 106 (m3) Wo: tổng lượng dịng chẩy bình qn nhiều năm tuyến cơng trình: Wo = Qo.31.5.106 = 45825.52 106 (m3) Qo: lưu lượng dịng chẩy trung bình nhiều năm Với: + > 0.3: hồ chứa điều tiết nhiều năm + 0.02 < < 0.3: hồ chứa điều tiết năm + < 0.02: hồ chứa điều tiết ngày không điều tiết = 0.002, hồ chứa Hồ chứa TTĐ H4 có hệ số điều tiết TTĐ H4 hồ điều tiết ngày  2.3: XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT BẢO ĐẢM I.KHÁI NIỆM Cơng suất bảo đảm cơng suất bình qn tính theo khả dòng nước thời kỳ nước kiệt tương ứng với mức bảo đảm tính tốn TTĐ Cơng suất bảo đảm NMTĐ thông số trạm thuỷ điện Nó định khả phủ phụ tải đỉnh TTĐ lớn hay nhỏ, thay công suất lắp máy trạm nhiệt điện II CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT BẢO ĐẢM (N BĐ) CỦA TRẠM THUỶ ĐIỆN ĐIỀU TIẾT NGÀY Do trạm thuỷ điện điều tiết ngày khơng có hồ chứa dung tích lớn để điều tiết phân phối dịng chảy năm mà điều tiết dòng chảy ngày ,vì đối tượng nghiên cứu công suất bảo đảm mùa kiệt,mà công suất bảo đảm ngày để chế độ công tác ngày trạm ổn định Trong tính tốn, xác định cơng suất bảo đảm trạm thuỷ điện điều tiết ngày không nên lẫn lộn mức bảo đảm tính tốn ( hay tần suất thiết kế ) lưu lượng trung bình ngày đêm với mức bảo đảm tình tốn cơng suất trung bình ngày đêm Trong TTĐ mức bảo đảm tính tốn lưu lượng trung bình thời đoạn có khơng trùng vơí mức bảo SVTH : NGƠ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 29 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 đảm tính tốn cơng suất bảo đảm Bởi cơng suất khơng phụ thuộc vào lưu lượng mà phụ thuộc cột nước Có lưu lượng tăng nhiều làm mức nước hạ lưu dâng lên mức nên cột nước giảm , cơng suất giảm Cá biệt có trường hợp khơng đủ cột nước đẻ phát điện Vì , phương pháp xác định công suất bảo đảm trạm thuỷ điện điều tiết ngày từ lưu lượng bảo đảm chưa đáng tin Chỉ tính cơng suất bảo đảm Trạm thuỷ điện điều tiết ngày từ lượng bảo đảm N bd = 9,81 Qp% H trạm khơng có nguy giảm cột nước q đáng mùa lũ Trong phương pháp thường thấy từ trước tới theo phương pháp tính Nbd theo đường tần suất dòng nước hợp lý Phương pháp dựa vào lưu lượng thiên nhiên trung bình thời đoạn để xác định cột nước cho thời đoạn ấy.ứng với Q H thời đoạn xác định công suất n Dựa vào trị số N thời đoạn liệt năm thuỷ văn ta vẽ đường tần suất cơng suất N = f(P%) Trên đường tần suất ứng với mức bảo đảm tính tốn P% có Nbd cần tìm Lưu lượng trung bình thời đoạn để tính Nbđ cho trạm thuỷ điện điều tiết ngày nên lấy lưu lượng trung bình ngày Tuy nhiên thường gặp hai khó khăn : thời đoạn ngắn (từng ngày) khối lượng tính tốn lớn nhiều tài liệu đo lưu lượng ngày không đủ Để giảm bớt khó khăn , người ta thường tính lưu lượng trung bình ngày , 10 ngày tối đa 30 ngày tuỳ tình hình tài liệu có Ngay trường hợp dùng lưu lượng trung bình tháng liệt thuỷ văn dài khồi lượng tính tốn N cho thời đoạn lớn Nếu trạm thuỷ điện công suất nhỏ , quan trọng tính khơng thoả đáng Để giảm bớt khối lượng tính tốn cơng suất bảo đảm trạm thuỷ điện điều tiết ngày , người ta thường dùng năm đại biểu cho liệt năm thuỷ văn tiến hành xác định Q , H ,N Nbđ nói SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 30 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 Khi xác định cột nước cho tứng thời đoạn lấy mực nước thượng lưu ứng với 1/2 dung tích điều tiết ngày , cịn mực nước hạ lưu dựa vào lưu lượng trung bình thời đoạn để tìm đường Q = f (Zhạ lưu ) Vì dung tích hồ điều tiết ngày chưa xác định chưa xác định công suất công tác lớn , cịn cơng suất cơng tác lớn lại phụ thuộc vào công suất bảo đảm mà công suất bảo đảm xác định Vì lúc đầu phải ấn định dung tích hồ điều tiết ngày theo kinh ngiệm thường có trị số vào khoảng 0,1 - 0,3 tổng lượng nước ngày có lưu lượng bình qn ứng với mức bảo đảm tính tốn trạm thuỷ điện dịng chẩy mùa lũ trữ 2.Xác định cơng suất bảo đảm Ta có Nbđ = 9.81 Q H Q : lưu lượng bình quân tháng H : cột nước tính cho thời đoạn H = MNTL -MNHL MNTL = = = 431.37 m MNHL : dựa vào lưu lượng trung bình thời đoạn Q =f(Zhl) : hiệu suất tua bin = 0.88- 0.9 chọn 0.89 SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 31 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 Lập bảng : BẢNG TÍNH TẦN SUẤT CƠNG SUẤT Vdth = 14.55 Tt Q 3 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 (m /s) 460 413 298 264 255 206 182 180 157 151 144 138 136 133 125 122 107 90 85.5 75 74 66.1 61.8 59 55.4 49 47.2 47.2 42.2 38.8 38.2 30.1 29.2 25.8 17.2 17.2 Ztl= 431.37 P% H N (m) 12.11 12.93 14.94 15.53 15.69 16.54 16.96 16.99 17.39 17.5 17.62 17.73 17.76 17.81 17.95 17.99 18.18 18.45 18.54 18.75 18.77 18.93 19.04 19.12 19.23 19.42 19.48 19.48 19.63 19.73 19.75 20 20.03 20.13 20.39 20.39 (kw) 48636.35 46623.79 38871.01 35795.99 34931.89 29748.27 26949.84 26700.84 23837.37 23071.40 22152.74 21362.24 21088.27 20681.14 19589.96 19162.40 16983.87 14497.66 13839.96 12277.83 12127.05 10924.74 10273.41 9849.15 9301.39 8308.15 8027.68 8027.68 7232.56 6683.71 6587.03 5256.00 5106.49 4534.43 3062.00 3062.00 0.03 0.05 0.08 0.11 0.14 0.16 0.19 0.22 0.24 0.27 0.30 0.32 0.35 0.38 0.41 0.43 0.46 0.49 0.51 0.54 0.57 0.59 0.62 0.65 0.68 0.70 0.73 0.76 0.78 0.81 0.84 0.86 0.89 0.92 0.95 0.97 Với tần suất P =90% ta có Nbd = N90%= 4915 kw = 4.92 MW SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 32 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4  2.4: XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT LẮP MÁY (NLM) I ĐỊNH NGHĨA Cơng suất lắp máy trạm thuỷ điện công suất tối đa mà TTĐ phát sở sử dụng tồn số tổ máy có TTĐ Để lựa chọn công suất lắp máy TTĐ việc xác định xác phạm vi cung cấp điện, chế độ làm chế độ làm việc TTĐ quan trọng Nếu TTĐ làm việc hệ thống điện lực việc sử dụng cơng suất lắp máy góp phần cải thiện điều kiện làm việc hệ thống điện giảm tiêu hao nhiên liệu cho trạm nhiệt điện Để xác định Nlm TTĐ cần phải xác định, công suất công tác lớn nhất, cơng suất dự trữ loại, ngồi cịn lắp thêm cơng suất trùng, sở cân điện lượng công suất hệ thống điện II XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT LẮP MÁY CỦA TTĐ Công suất lắp máy TTĐ xác định sau: Nlm = Nctmax + Ntr Trong đó: Nctmax: Công suất công tác lớn TTĐ Ndt: Công suất dự trữ NMTĐ: bao gồm công suất dự trữ phụ tải(Ndp) *Xác định công suất công tác lớn Nct max Do Trạm thuỷ điện điều tiết ngày khơng có khả trữ lại lượng nước thừa ngày yêu cầu phụ tải nhỏ trung bình để dùng ngày phụ tải lớn, nên xác định N ct max biểu đồ phụ tải ngày cao nhấtchỉ dùng trị số điện lượng ngày bảo đảm Ebd ngày = 24 Nbd Khi có trị số Ebđ ngày việc xác định Nct max Trạm thuỷ điện điều tiết ngày giống cuả Trạm thuỷ điện điều tiết năm Tuy nhiên, xác định Nct max phải xét xem dung tích điều tiết có đủ để đảm nhận Nct max hay khơng Do phải kiểm tra trị số dung tích cần thiết hồ điều tiết ngày Muốn tìm lượng nước cần trữ hồ để điều tiết ngày (W trữ) phải tính đổi điện cần trữ lượng nước cần trữ theo công thức sau: Wtrữ = m3 Wtrữ : lượng nước cần trữ, hay dung tích cần thiết hồ điều tiết ngày (m3) SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 33 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 hiệu suất Trạm thuỷ điện H: cột nước trung bình ứng với mực nước thượng lưu tạo thành 1/2 Vhồ với giả thiết Vhồ = (0,1~0,3) Wngày nói giới thiệu cách xác định Nbđ Etrữ : phần điện cần trữ, xác minh biểu đồ phụ tải ngày đường luỹ tích điện lượng biểu đồ phụ tải ngày lớn *Xác định công suất dự trữ Nđ Trạm thuỷ điện điều tiết ngày làm hệ thống: Các trạm lắp cơng suất phụ tải khơng địi hỏi hồ phải có thêm dung tích, thường bố trí Trạm thuỷ điện điều tiết ngày có cơng suất công tác lớn NTĐct max (15 20%) NHTmax Cịn cơng suất dự trữ cố giao cho Trạm thuỷ điện điều tiết ngày, trừ trường hợp hồ khơng có khả điều tiết mùa (năm) đủ sức trữ sẵn lượng nước cho phần công suất dự trữ cố chạy liên tục khoảng 10-15 ngày việc đảm nhận điều tiết ngày Công suất dự trữ sửa chữa cho hệ thống thường không giao cho Trạm thuỷ điện điều tiết ngày, trường hợp thật đặc biệt giao dung tích hồ có khả bảo đảm nước liên tục khoảng 10-15 ngày với suất dự trữ sửa chữa Với Trạm thuỷ điện điều tiết ngày làm việc hẹ thơng thường khơng bố trí cơng suất dự trữ cố sửa chữa cho thân trạm trạm có cơng suất trùng sử dụng cơng suất làm cơng suất dự chữ sửa chữa cho tổ máy phải nghỉ việc để kiểm tra tu sửa *Xác định công suất trùng Trạm thuỷ điện điều tiết ngày: Trạm thuỷ điện điều tiết ngày mà dòng chảy mùa lũ lớn kéo dài lắp công suất trùng (Ntrùng) để giảm bớt nhiên liệu cho nhiệt điện hệ thống Cách xác định công suất trùng trạm thuỷ điện điều tiết ngày giống cách xác định công suất trùng Trạm thuỷ điện điều tiết năm, khác khơng có hồ điều tiết năm, nên xác định lượng nước thừa cơng suất thừa lấy cơng suất bình quân thời đoạn trừ công suất tất yếu Tóm lại, Trạm thuỷ điện khơng điều tiết, ngồi cơng suất cơng tác lớn (Nct max) ra, thường bố trí cơng suất dự trữ (N đ), chủ yếu dự trữ phụ tải để điều tần nhiều cịn có cơng suất trùng: SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 34 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 Ntm=Nct max + Nđ + Ntr Đối với Trạm thuỷ điện không điều tiết, làm việc hệ thống cơng suất cơng tác lớn lấy công suất đảm bảo: Nct max = Nbđ Ngoài ra, để tận dụng lượng nước vào thời kỳ nhiều nước, lắp thêm công suất trùng Như công suất lắp máy Trạm thuỷ điện không điều tiết làm việc hệ thống có hai thành phần: Nct max = Nbđ + Ntr Khi không lắp công suất trùng cơng suất lắp máy tramk cơng suất đảm bảo * Ngồi cơng suất kể ta thấy nhà máy thuỷ điện điều tiết ngày cịn có cơng suất m :Nmùa Do chưa có biểu đồ phụ tải nên ta xác định công suất lắp máy (N lm ) theo công thức kinh nghiệm: Nlm =(2 5) Nbđ Việc lấy công suất lắp máy khoảng công suất bảo đảm vấn đề cần tính tốn: Nếu lấy hệ số nhỏ: công suất lắp máy nhỏ, không tận dụng nguồn nước, lượng thừa xả lớn hiệu suất làm việc thiết bị cao, số lợi dụng công suất lắp máy lớn Nếu lấy hệ số lớn: Nlm lớn lợi dụng nhiều lượng dịng nước, lượng nước xả thừa ít, khối lượng thiết bị tăng, số lợi dụng công suất lắp máy nhỏ, không tận dụng khả làm việc thiết bị III XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT LẮP MÁY NLM CỦA TRẠM THUỶ ĐIỆN H4: Vì khơng có tài liệu biểu đồ phụ tải với thiết kế sơ ta dùng cơng thức kinh nghiệm sau : Nlm=(2 5)Nbđ Nlm=(2 5)4.92 103 = (9.84 24.6) Trong đồ án chọn Nlm =18 103 SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 103(Kw) (kw) Trang 35 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 IV XÁC ĐỊNH CÁC CỘT NƯỚC ĐẶC TRƯNG CỦA TTĐ Xác định cột nước đặc trưng tìm giới hạn đạt cột nước phát điện Từ tạo điều kiện cho việc lựa chọn thiết bị cho nhà máy thuỷ điện phù hợp với khả dòng nước, đạt hiệu cao SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 36 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 1.Xác định cột nước lớn Hmax: Cột nước lớn TTĐ trị số cột nước lớn cột nước xẩy trình vận hành nhà máy Hmax = MNDBT – ZHLmin Trong đó: ZHLmin: Cao trình mực nước hạ lưu ứng với lưu lượng nhỏ TTĐ xả xuống hạ lưu ZHLmin= ZHL(Qmin ) Qmin: Lưu lượng nhỏ xả xuống hạ lưu trình vận hành TTĐ Sơ lấy Qmin = min(Qi) Với Qi: Lưu lượng thiên nhiên tháng thứ i ba năm điển hình Ta có Qmin =17.2(m3/s), tra quan hệ (Q~ZHL ) ta ZHLmin=411 (m) Vậy Hmax=433 – 411=22(m) Xác định cột nước bình quân gia quyền Hbq: Hbq: Là cột nước bình quân NMTĐ suốt trình vận hành bình thường : (m) đó: Hi: Cột TTĐ tháng thứ i Ni: Công tháng thứ i (Nếu Ni > Nlm ta lấy Nlm tính, cịn tháng có Ni < Nlm ta tính với Ni) Các trị số tính từ bảng tính tần suất cơng suất Thay số ta có: Hbq= = 17.47m Xác định cột nước tính tốn : Cột nước tính tốn cột nước thấp mà TTĐ phát công suất lắp máy Trong thiết kế cột nước tính tóan tính theo kinh nghiệm lấy 90% cột nước bình quân trạm Vậy Htt=0.9xHbq= 0.9x17.47=15.72 (m) Xác định cột nước nhỏ Hmin(m); Hmin cột nước nhỏ xuất trình làm việc bình thường TTĐ Hay cột nước chênh lệch mực nước thượng lưu MNC mực nước hạ lưu cao SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 37 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 Hmin tính theo cơng thức: Hmin= MNC- ZHLmax ZHLmax: Mực nước hạ lưu lớn xác định sau: ZHLmax= ZHL : Lưu lượng xả xuống hạ lưu lớn ứng với mực nước thượng lưu MNC Để xác định ta xây dựng quan hệ Qx~ ZHL với công thức Qx = Qttmax: Lưu lượng lớn qua nhà máy, nhà máy phát cơng suất lắp máy Qttmax = Trong đó: KN: Hệ số công suất ( KN=8.4) Nlm: Công suất lắp máy (Nlm=18 103kw) Htt: Cột nước tính tốn (Htt=15.72m) Hx: Cột nước tương ứng với lưu lượng xả Qttmax = Qttmax=136.31 (m3/s)) Ta giả thiết nhiều giá trị Hx từ tìm Qx ta tra quan hệ Q=f(ZHL) ta ZHL tương ứng Có ZHL ta tính ZTL =ZHL+ Hx từ lập quan hệ (Qx- ZTL) ứng với ZTL=MNC ta tra Qx lưu lượng lớn ứng với MNTL MNC gọi MNC = 429.74(m) Q trình tính tốn ghi bảng SVTH : NGƠ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 38 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 Hx 15.2 15 14 13 12 11 10 Qx 135.6 134.0 133.2 128.6 124.0 119.1 114.0 108.7 103.1 97.2 91.0 Zhl 417.36 417.3 417.2 417.6 417.25 417.5 418.25 419 419.59 420.5 421.25 Ztl 432.56 432.3 431.2 430.6 429.25 428.5 428.25 428 427.59 427.5 427.25 Từ bảng ta thấy với MNTL=MNC=429.74 m = 126.5 (m3/s) ta ZHL =417.45 m Hmin=MNC- ZHL = 429.74 - 417.45= 12.29 m Kết luận: Kết thu bước tính tốn thuỷ Công suất bảo đảm : Nbđ= 4.92.103 (KW) Công suất lắp máy: Nlm=18 103(KW) Cột nước lớn nhất: Hmax = 22 (m) Cột nước bình quân gia quyền: Hbqgq = 17.47 (m) Cột nước thấp : Hmin = 12.29(m) Cột nước tính tốn : Htt = 15.5 (m) SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 39 ... Trang THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 10 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 11 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 PHẦN... Trang 24 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 Vậy (m) SVTH : NGÔ HỒNG THANH - LỚP 41 Đ1 Trang 25 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 c Xác định độ sâu công tác có lợi hồ chứa theo tiêu chuẩn điện lượng... Trang THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN H4 CHƯƠNGII :TÀI LIỆU THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH $2.1 ý nghĩa nhiệm vụ Trạm thuỷ điện H4 I Ý nghĩa Qua tình hình tỉnh Đắc Lắc lưu vực sông Spêpook thấy việc xây dựng Trạm