TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢ1 BỢ MÒN THỦY ĐIẸN VÀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO BÀI GIẢNG TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG THỦY ĐIỆN NHÀ XUÁT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỌI Chu hiên PGS TS NGUYÊN VÂN SƠN Các rác giá tham gia hiên soạn TS[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢ1 BỢ MÒN THỦY ĐIẸN VÀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO BÀI GIẢNG TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG THỦY ĐIỆN NHÀ XUÁT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỌI Chu hiên: PGS TS NGUYÊN VÂN SƠN Các rác giá tham gia hiên soạn: TS NGUYÊN THỊ NHỚ ThS IIỎ SỲMÃO Biên mục xuất bán phâin cùa Thư viện Quốc gia Việt Nam Nguyen Văn Son Bãi giáng tin học ửng dụng thuý điện ì B.S.: Nguyen Vản Son (ch.b.), Nguyền Thị Nhớ, Hồ Sỹ Mão - II, : Bách khoa Hà Nội, 2019 - 108tr.: minh hoạ ; 24cm DTTS ghi: Tnrờng Đại học Thuý lợi Bộ mỏn Thuý diện Năng lượng tái tạo - Thư mục: tr 107 Thuỷdiện Tin học úng dụng Bài giảng 627.0285 - dc23 BKF0169p-CIP LỜI NỚI ĐÀU Trong hệ thổng điện nước ta thúy điện chiếm ty lộ tương đổi lớn khoáng 35% Giá thành sán suat diện thúy diện ràt rc so với nhiệt diện sư dụng nguồn lượng tái sinh ãnh hường xấu tới mói trường Chinh mà ngành Thuy diện phát triền Công suất lớn cua tổ máy thúy điện nước ta lã Nhn 400 MW hiệu suất tổ mảy đạt 92 - 96% Hiện chi khai thác khoáng 40% trừ núng thúy điện dổi Sau ngày miên Nam giái phóng, với chu trương dãy mạnh khai thác nguôn thúy diện nhâm dám báo cho việc cân bâng hệ thông diộn nước đáp ứng nhu cầu phát niên kinh tế quốc dân loạt nhà máy thúy điện cỏ còng suất trung binh lớn đà vả dang xây dựng nhu: lòa Binh 1.920 MW Sơn La 2400 MW đặc biệt cỏ rắt nhiều trạm thúy điện khai thác dạng đường dẫn Yaly 720 MW Thác Mơ 150 MW, DaMi -175 MW Hãm Thuận - 300 MW Vĩnh Sơn - 66 MW Sịng Hình 70 MW, Đại Ninh - 300 MW sổ trạm khác Dự kiến tương lai chúng la cần phái xây dựng them nhiều nhà máy đáp ứng dược nhu cầu cũa nén kinh tế quốc dân đặc biệt lủ trạm thủy điện vừa nhó khai thác dạng dưỡng dẫn Tuy nhiên, trạm thúy điện khai thác kiêu đường dan có áp ngày xuất nhiều, việc tính tốn nước va tháp diêu áp râl cân thict Trong thực tê thiét kê trạm Thủy diện, việc tính tốn nước va vã tinh toán dao động mục nước cùa tháp diêu áp cân phái dược tính tốn xác hỏa cách nhanh chóng đế dáp ứng yêu cầu cùa thực tiễn sân xuất giúp nhà thiết kẽ nhanh chỏng xác đinh phương ãn khai thác, quy mỏ kích thước giái pháp kết câu cịng trinh họp lý Nội dung sách sê giới thiệu nhùng kiên thức càn bán phương pháp truycn thịng tính tốn nước va tính tốn thúy lục tháp diêu áp chương I Chương chương giới thiệu phân mcm phương pháp, thuật toán càn ban lập trinh tinh toán nước va, thuy lực tháp điều áp mơ phóng mơ hĩnh điêu khiên tô mây thúy điện cãc yêu cầu điều chinh cần hướng lởi Chương chương giới thiệu bưởc hướng dẫn sứ dụng só tập vi dụ sư dụng phàn Transients tinh tốn áp lực nước va tính tốn thúy lực tháp dicti áp tính tốn đàm báo điêu tơ máy thủy điện Cuốn bãi giáng PGS TS Nguyễn Vàn Son hiên vởi TS Nguyễn Thị Nhớ vã ThS liỗ Sỳ Mão biên soạn Chúng tỏi xin chân thành cam ơn ý kiến đỏng góp quý báu cua PGS TS Hồ Sĩ Dự TS Trịnh Ọc Cơng TS Phan Trần Hỏng Long củng lồn thê thây cỏ mơn nhà khoa học tnrờng Ngoài ra, sách không thè xuất bàn khơng có úng hộ linh thần vả vật chất cùa Trường Dại học Thúy lợi nhu Ban Giảm hiệu nhã trường Mặc dù đủ cố găng không tránh khoi khiêm khuyết, rắt mong nhận dược ý kiên đỏng góp cua quý bạn dọc dê cuồn sách hoàn thiện lân xuàt ban ticp theo Xin chân thành câm ơn! Tập thê tác giá MỤC LỤC LỜI NÓI ĐÀU DANH MỤC HÌNH VẼ Chirơng KHÁI NIỆM CHUNG VÈ TÍNH TỐN NT Ĩc VA VÀ THÁP DIÊU ẤP 13 1.1 Khái quát chung nước va 13 1.2 Tính tốn bào đam hạn chế vượt tốc tô máy biện pháp giám áp lực nước va cất tải 14 1.3 Tháp điều áp 16 Chinmg GIỚI THIỆU PHÂN MÈM TRANSIENTS IX 2.1 Giới thiệu phẩn mềm Transients 18 2.1.1 Sự can thict xảy dựng phàn mem tinh toán nưởc va thúy lục tháp diet! áp 18 2.1.2 Các úng dụng tinh toán 1*> 2.2 Các SO’ đổ tuyến nâng lưựng cùa trạm thúy diện có the úng dụng 2(1 2.3 Các tổ hựp tính tốn tồng hựp kết q 21 2.3.1 Các tồ hợp ca 22 2.3.2 Tồ hợp đặc hiệt vả tô họp cộng tác dụng 23 2.3.3 Thời gian đóng mờ tuốc bin 24 2.3.4 Tồng hợp kết từ cảc tố họp tinh toán 24 Chương 3.TH VẶT TỐN LẶP TRÌNH TÍNH TỐN ÁP LỤC NƯỚC VA VÀ TÍNH TỐN THỦY Lực THẤP DIÈL’ ẤP CỦA TRẠM THÚY DIẸN 25 3.1 Giái hệ phương trinh lưới độc trung cùa sóng nước va 25 3.2 Hệ phương trinh vi phân tháp điều áp 27 3.3 Các điều kiện biên đơn giãn 27 3.3.1 Cứa lấy nước 28 3.3.2 Cứa thoát nước 28 3.3.3 Các vị tri có tiết diện thay dơi 29 3.3.4 Vi tri rê nhánh (1 + n) 29 3.3.5 Vị tri hợp lưu (n + I) 30 3.4 Điểu kiện tháp diêu áp, tháp van 31 3.4.1 Tháp điều áp 31 3.4.2 Tháp van 33 3.5 Diều kiện biên tổ máy thúy điện 34 3.5.1 Phương trinh cư bán lưu lượng chuyển động quay cùa tô máy 35 3.5.2 Dặc tinh cùa tuốc bin thủy lục 36 3.5.3 Tinh vận lốc quay cũa tô máy thúy điện 37 3.5.4 Lập bãi toán biên tố máy thúy điện 38 3.6 Mó phóng nguyên lý hoạt động cua máy điều tốc tổ máy thủy điện 41 3.6.1 Mõ hĩnh toán máy điêu tốc 41 3.6.2 Mỏ phóng điều khiên tụ động tơ máy thủy điện 43 3.6.3 Mỏ phóng tơ mây thúy diộn làm việc song song hệ thông diện lực 45 3.6.4 Ví dụ ửng dụng tinh tồn cho còng trinh thục tê 47 Chuông HƯỞNG DÁN sù DỤNG PHẢN MÉM TRANSIENTS 49 4.1 Cài đặt phần mềm 49 4.1.1 Cài đật vả gở phần mềm 49 4.1.2 Khởi động kết thúc chương trinh vã ứng dụng xứ lý flic số liệu 49 4.1.3 Demo 50 4.1.4 Một số ihuặt ngừ 50 4.2 Thục lập sơ dơ tính tốn tuyến nãng hrọiig 50 4.2.1 Vỗ so dồ bò tri hộ thong đường dan nước 50 4.2.2 Bô tri hạng mục cịng trinh so tinh tốn 51 4.3 Nhập so liệu tính tốn hạng mục cơng trình 52 4.3.1 Nhập sổ liệu đoạn dường dần nước có áp (Pipeline) 52 4.3.2 Nhập số liệu tháp điều áp (Tank) 54 4.3.3 Nhập sò liệu tô máy thúy điện (Hydropower unit) 55 4.3.4 Nhập số liệu chế độ chuyên tiếp (Transitive regime) 56 4.3.5 Nhập số liệu loại tuốc bin 57 4.3.6 Nhập số liệu van nước (Valve) 59 4.3.7 Nhập số liệu tháp van (Gate) 60 4.4 Thực tính tốn nước va vã dao động mực nước tháp diều áp 62 4.4.1 Đạt yêu cầu tinh toán 62 4.4.2 Thực tinh toán 63 4.5 Khai thác két tinh toán 64 4.5.1 Xem kẻt dạng bang so 64 4.5.2 Xem kẻt dạng đô thi 65 4.5.3 Lưu flic ket 66 ■ Chương ỦNG DỤNG PHÀN MÈM TRANSIENTS G1Á1 CÁC BÀI TỐN NƯỚC VA ĐIÈL' CHỈNH TĨ MÁY .67 5.1 Bài toán 67 5.1.1 Số liệu tính tốn 67 5.1.2 Vẽ so đồ tinh toán 68 5.1.3 Hướng dần nhập liệu 70 5.1.4 Chạy chương trinh 77 5.1.5 Khai thác kết quà 78 5.2 Bài toán (cơng trình thục tế) 83 5.2.1 Giởi thiệu công trinh 83 5.2.2 Sơ đồ hóa đường tuyến lượng 87 5.2.3 Nhập số liệu 87 5.2.4 Kết tinh toán tổ hợp chế độ cát tái 94 5.2.5 Kết quà tinh toán lồ họp chế độ túng tài 100 5.2.6 Kết lố họp tinh toán VỚI mực nước lớn hồ chế độ cắt tái 102 5.3 Một so tập áp dụng 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 - DANH MỤC HÌNH VẼ linh 1.1 Sự ánh hường cùa Ts đến ặrru, vã plin, 16 Hình 1.2 Sơ đồ đật tháp điều áp 16 Ilình 3.1 So dò lưới đặc trưng 26 Hình 3.2 Mỏ hĩnh tốn mảy điều tốc PID 42 Hình 3.3 Mỏ hĩnh tốn đtcu khiên hộ thống tố máy lảm việc độc lập 43 Hình 3.4 Mỏ hĩnh tốn tố máy thúy điện 46 Hình 3.5 Sơ đồ khai thác 48 Hình 3.6 Kct tinh toán trinh biến dồi vận tốc quay cua tố mãy thúy diện theo thời gian 48 I lình 4.1 Cứa sị chinh dê nhập sơ dồ tính tốn 51 Hình 4.2 Cửa sổ nhập liệu kết cảu đoan đường dản nước có áp 53 Hình 4.3 Cửa sỡ nhập liệu kết câu tuyến đường dẫn nước có áp nhiều lóp 54 Hình 4.4 Cưa sỏ nhập liêu cua tháp diều áp 54 Hình 4.5 Cứa sỏ nhập liệu cùa tố máy thúy điện 56 Hình 4.6 Cứa sô nhập liệu ché độ chuyển tiếp 56 Hình 4.7 Cửa sơ nhập liêu loại tuốc bin 57 Hình 4.8 Đường dộc tính tống họp cùa tuồc bin 58 Hình 4.9 Cửa sỏ nhập liệu cùa van 59 Hình 4.10 Cứa sơ nháp liệu cùa van (van q trình đóng mở) 60 Hình 4.11 Cứa so nhập liệu cua tháp van 60 Hình 4.12 Cứa sổ nháp liệu trang thái cùa tháp van 61 Hình 4.13 Cữa số Options 62 Hĩnh 4.14 Cửa sỗ Options 63 lình 4.15 Thục tinh (oản 64 Hình 4.16 Kết q lính tốn 64 Hình 4.17 Bicu đỏ dao dộng mực nước tháp diều áp 66 Hĩnh 5.1 So đồ tinh toán .67 Hình 5.2 Giao diện chinh cùa phản 68 Hình 5.3 So đồ đoạn ống 69 I linh 5.4 So dồ tuyến nâng lượng chưa nhập sô liệu 70 Hình 5.5 Nhập mục nước 71 Hình 5.6 Nhập thơng số đường ồng 71 Hình 5.7 Nhập thông số đoạn ống 72 Hình 5.8 Nhâp thơng số doựn ống 72 Hình 5.9 Thục lệnh copy dù liệu từ ống sang 73 Hình 5.10 Sơ dơ tuyền nãng lượng nhập xong liêu 73 Hình 5.11 Nháp thõng số tháp điều áp 74 I linh 5.12 Nhập thõng số van 75 I lình 5.13 Nhập thơng số chuyền tiếp 76 Hình 5.14 Nhập thõng số van 76 Hình 5.15 Cứa sổ options 77 Hình 5.16 Cùa số options diet! chinh trạng thái tính tốn 77 Hĩnh 5.17 Thực tinh toàn 78 Hình 5.18 Phán bổ áp lực nước trôn đoụn dường ống1 79 Hình 5.19 Dien biển II ọ cuối đoạn ống 79 Hình 5.20 Phán bố ãp lực nước trèn đoạn dưóng ống 80 Hình 5.21 Diễn biển II ọ dầu đoan ống 80 Hĩnh 5.22 Dien biến H, Q cuối đoạn ống 81 I lình 5.23.Phán bổ áp lực nưóv đoạn ống 3.4 81 10 5.2.4 Két quà tinh toán tổ họp 1, ché độ cất tài Phân bố áp lực nước va toàn tuyển: - Tháp điều áp: dao ng mc nc v lu lng: ằã,