DATN thủy điện

Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe Phần I Tổng quan Giới thiệu trình nghiên cứu Thủy điện Nàle dự kiến xây dựng sông Chảy (bậc thang thứ hai sau thuỷ điện Thác Bà) Công trình thuộc địa phận xã Cốc Ly, huyện Bắc Hà, tỉnh Lào Cai, cách thị xã Lào Cai khoảng 30km phía Đông Bắc, cách Hà Nội 320km phía Tây Bắc Vào năm 1960-1970, công trình thuỷ điện Thác Bà với Nlm=120MW, đợc xây dựng sông Chảy Đây bậc thang dới sông Chảy công trình đợt sông Năm 1997-1998, công ty T vấn Xây dựng Điện I tiến hành điều tra, khảo sát lập báo cáo quy hoạch bậc thang thuỷ điện sông Chảy Kết nghiên cứu quy hoạch xác định tổ hợp: Pa Ke MNDBT 300m- Nà Le MNDBT 180m- Thác Bà MNDBT- 58m sơ đồ chọn đồng thời kiến nghị thuỷ điện Nà Le công trình xây dựng đợt để khai thác sông Chảy Thực định số 184 EVN/KTDT-TĐ ngày 31/1/2000, Công ty T vấn xây dựng Điện I tiến hành công tác khảo sát, lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi thuỷ điện Nà Le Từ năm 1999 đến tháng 12/2001 Liên doanh T vấn SWECO-StatkrafrNoplan tiến hành lập Nghiên cứu Quy hoạch thuỷ điện Quốc gia có hệ thống sông Lô-Gâm-Chảy, đồng thời đánh giá công trình thủy điện Nà Le ( tuyến Cốc Ly) công trình có hiệu qủa kinh tế Báo cáo cuối Liên doanh kiến nghị xây dựng thủy điện Nà Le đa vào vận hành khoảng từ 2007-2017 tùy vào phơng án tính toán quy mô thuỷ điện Sơn La Văn số 539/VPCP-CN ngày 01/02/2002 văn phòng Chính phủ thông báo ý kiến Thủ tớng Chính phủ đồng ý xây dựng nhà máy thủy điện Nà Le theo hình thức Xây dng - Vận hành - Kinh doanh (BOO) Ngày 15/3/2002, Tổng công ty điện lực Việt Nam có văn số 1075/CVEVN-KH thống chủ trơng triển khai dự án thủy điện Nà Le Tổng công ty xây dựng phát triển hạ tầng (LICOGI) đề nghị LICOGI ký hợp đồng với Công ty T vấn Xây dựng Điện I để triển khai tiếp Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi dự án thủy điện Nà Le Tháng 7/2002 Công ty T vấn Xây dựng Điện I hoàn thành báo cáo nghiên cứu tiền khả thi đến tháng 6/2003 lập báo cáo nghiên cứu khả thi Nhiệm vụ công trình Mục đích dự án thủy điện Nà Le công trình lợi dụng tổng hợp với nhiệm vụ cung cấp điện cho khu vực, phát điện lên luới điện quốc gia, cung cấp nớc cho vùng thợng hạ lu công trình Hồ chứa nhiệm vụ phòng lũ cho hạ lu dới có hồ chứa Thác Bà để dung tích phòng lũ 400 triệu m3 Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe Điều kiện khí tợng thủy văn Mục đích việc thu thâp tài liệu thủy văn để tính toán điều tiết thủy thủy lợi, phù hợp với nhu cầu dùng nớc nh sản xuất đợc sản lợng điện kinh tế đáp ứng phần tăng trởng nhu cầu dùng điện khu vực nh nớc.Ngoài mục đích chung nêu trên, tài liệu thủy văn có nhiệm vụ để tính toán điều tiết xác định thông số hồ chứa NMTĐ: - Lựa chọn tuyến lợng - Lựa chọn MNDBT cho tuyến đợc chọn - Lựa chọn MNC cho phơng án MNDBT chọn - Chọn Nlm ứng với phơng án MNDBT MNC chọn - Chọn số tổ máy phơng án công suất lắp máy chọn - Tinh toán thông số hồ chứa nhà máy Thủy Điện đợc chọn Ngoài nhiệm vụ quan trọng để điều tiết lũ, với mục đích là: - Giảm trị số lu lợng lũ tháo xuống hạ lu nhằm ngăn ngừa giảm bớt mức độ ngập lụt vùng hạ lu hồ chứa -Tính toán thủy lực nhằm tìm quy mô hợp lý công trình tháo lũ, kiểm tra quy mô công trình dâng nớc, đồng thời đảm bảo an toàn cho thân công trình dâng nớc công trình đầu mối khác Sông Chảy phụ lu cấp sông Lô nhánh lớn thứ nhánh sông Gâm.Lu vực sông nằm phía đông bắc Việt Nam, phía tây với lu vực sông Hồng, với dãy núi Con Voi đờng phân nớc hai lu vực này, phía bắc đông bắc giáp với lu vực sông Lô Dòng sông bắt nguồn từ đèo Hà Tao thuộc Huyện Hoàng Su Phì tỉnh Hà Giang chảy qua địa phận tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ Dòng sông chảy theo hớng Tây Bắc - Đông Nam đổ vào sông Lô thôn Ngọc Trúc Đã tiến hành thu thập số liệu khí tợng trạm khí tợng quan trắc có trạm có thời gian quan trắc từ năm 1961-1999 với đầy đủ yếu tố quan trắc trạm thủy văn có trạm có thời gian quan trắc đến năm 1999 Lợng ma trung bình năm lu vực 1713mm chủ yếu từ tháng đến tháng Các lũ thờng xuất từ tháng đến tháng Lu lợng đỉnh lũ thiết kế tuyến công trình Diện tích lu vực (km2) Lu lợng lũ thiết kế P%(QP% m3/s) 0,1 4404 3465 0,5 3469 3417 2735 2460 10 2087 Lớp nớc bốc lu vực tuyến công trình Tháng hbh(mm) 16,4 17,6 25,4 28,5 32,9 27,8 25,2 23,7 23,4 10 25,1 11 19,7 12 18,3 Điều kiện vật liệu xây dựng địa phơnng Nhìn chung, vật liệu xây dựng đất đá, cát sỏi địa phơng cho công trình tơng đối thuận lợi đáp ứng yêu cầu chất lợng trữ lợng - Vật liệu đất: Các mỏ đất dính nằm cách công trình từ 1- 4km phía thợng lu, có trữ lợng đảm bảo - Vật liệu cát sỏi: Dự kiến lấy mỏ Bảo Nhai( cách công trình 20km phía thợng lu) mỏ cát Cốc Ly khu vực tuyến Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe - Vật liệu đá: Kiến nghị khai thác mỏ đá số bên bờ phải cách tuyến công trình 45km; mỏ đá hoa, đá vôi dolomit tái kết tinh Cơ sở trắc địa - Địa hình -Địa chất Tài liệu địa hình, địa chất tài liệu cần thiết để thiết kế, nghiên cứu bố trí công trình, lựa chọn loại vật liệu xây dựng công trình gia cố đảm bảo công trình làm việc ổn định, thấm nớc nằm phạm vi cho phép a Tài liệu địa hình Báo cáo NCTKT đợc lập sở tài liệu địa hình sau: +Tài liệu có: - Bản đồ tỷ lệ 1:50.000 đờng đồng mức 20m, dùng để xác định phạm vi vùng ngập lụt - Bản đồ tỷ lệ 1:10.000 đờng đồng mức 5m, dùng để vẽ quan hệ lòng hồ W, F =f(z) +Tài liệu lập phục vụ giai đoạn báo cáo kỹ thuật: - Lới khống chế toạ độ hạng IV, lới đờng chuyền cấp cấp - Bản đồ tỷ lệ:1/2000 đồng mức 2m, dùng để xây dựng quan hệ Qhl=f(zhl), bố trí tổng thể công trình, tính toán khối lợng, lập vẽ thiết kế thi công - Đo vẽ mặt cắt ngang tuyến mặt cắt dọc sông đoạn tuyến tỷ lệ đứng 1/500, tỷ lệ ngang 1/1000 b Tài liệu địa chất Trong giai đoạn NCKT tiến hành công tác khảo sát địa chất: Địa hình vùng tuyến có nguồn gốc chủ yếu xâm thực tích tụ Sông Chảy có hớng chảy kinh tuyến từ Bắc xuống Nam, lòng sông thoải, độ dốc nhỏ Vùng tuyến Cốc Ly nằm phần rìa phía Tây đới kiến trúc Sông Lô thuộc hệ chuẩn uốn nếp Đông Bắc Việt Nam Đá gốc vùng hồ, vùng tuyến chủ yếu thành tạo đá trầm tích lục nguyên- cacbonat biến chất thấp hệ tầng Hà Giang, hệ tầng Chang Pung bị uốn nếp tạo nên nếp lồi, nếp lỏm phơng Đông Bắc- Tây Nam Đới gãy sâu Sông Chảy có khả sinh chấn nằm tuyến công trình khoảng 7-8km Các đứt gãy cắt qua tuyến công trình đứt gãy nhỏ mang tính nội đới bậc IV,V xử lý trình thi công +Điều kiện DCCT phơng án bố trí tuyến đập: Dựa vào khả bố trí tuyến công trình, NCKT xét vị trí: Trong tuyến thợng lu đợc xem xét với kết cấu đập bê tông, tuyến hạ lu cách tuyến thứ 100m cho kết cấu đập đá đổ bê tông mặt với phơng án tuyến lợng hầm dẫn bờ phải Nền tuyến nằm gọn phần trung tâm nếp lồi Cốc Ly đợc cấu tạo thành tạo đá phiến thạch anh mica, phiến thạch anh canxit xen kẹp lớp mỏng, nằm đổ phía bờ - Với phơng án đập bê tông đợc kiến nghị đặt đá IIA, đá nứt nẻ phong hoá nhẹ, cứng chắc, cứng trung bình Bên vai trái đới nằm sâu 20- Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe 30m lòng sông đới nằm dới đới IB 1-2m, bên vai phải từ cao trình 180m trở xuống đới IIA nằm sâu 25-30m, từ cao trình 180m trở lên nằm sâu 35-45m - Với phơng án thứ 2, đập đợc kiến nghị đặt đới đá phong hóa IB, đá cứng trung bình Bên vai trái đới nằm sâu 15-20m, lòng sông đới nằm dới lớp cuội sỏi có chiều dày 6-8m, bên vai phải đới nằm sâu 20-30m Độ sâu xử lý chống thấm đập cho phơng án kiến nghị qua đới IIA vào sâu 5-7m đới IIB( thấm nớc yếu không thấm) + Điều kiện DCCT phơng án bố trí tuyến lợng- nhà máy Các phơng án tuyến lợng- nhà máy bờ phải đợc xem xét cho phơng án đập đất đá, đập bê tông vị trí tuyến đập II phía bờ đới đá IIA nằm sâu, tuyến lợng phần lớn nằm đới đá phong hóa nên phải xử lý phức tạp Phơng án tuyến hầm dẫn dòng thi công kết hợp tuyến lợng bên bờ trái đợc đào chủ yếu đới đá IIA, có điều kiện ĐCCT ổn định, xử lý đơn giản Trong giai đoạn NCTKT đánh giá có khả nớc hồ chứa sang lu vực khác Đánh giá tác động môi trờng, thiệt hại vùng hồ-tái định c Tài liệu dùng để xác định phạm vi ngập lụt, mức độ thiệt hại, thay đổi môi trờng, để tính vào vốn đầu t cho dự án Theo quan điểm bảo vệ môi trờng công trình thủy điện Nà Le với tuyến Cốc Ly không làm ngập nhiều tài nguyên đất, không làm ngập nhà ở, công trình kiến trúc Theo kết điều tra đánh giá thiệt hại qui hoạch tái định c dân c đất đai bị ảnh hởng trải rộng ba huyện nhng chủ yếu huyện Bắc Hà Diện tích đất bị ngập chủ yếu đất lâm nghiệp, đất nông nghiệp chiếm tỷ lệ nhỏ, sở hạ tầng thiệt hại không lớn Về khả tái định c nhìn chung xã bị ảnh hởng có khả tiếp nhận lại số hộ bị ngập xã, số lại đợc bố trí hết khu TĐC tập trung huyện Các vùng dự án TĐC thuận lợi để tổ chức phát triển sản xuất, ổn định đời sống Tài liệu địa hình công trình a) Quan hệ hồ chứa : W,F = f(Z) Z(m) V(106m3) F(Km2) Z(m) V(106m3) F(Km2) 118.9 0.0 0.0 160.0 66.9 3.6 125.0 1.2 0.6 165.0 86.9 4.5 130.0 4.7 0.8 170.0 110.8 5.1 135.0 9.6 1.1 175.0 138.2 5.9 140.0 16.5 1.7 180.0 170.2 6.9 145.0 25.6 2.0 185.0 207.1 7.9 150.0 36.8 2.5 190.0 249.1 8.9 155.0 50.5 3.0 195.0 295.7 9.8 b) Quan hệ hồ chứa : Q = f(Zhl) Q(m3/s) Zhl(m) Q(m3/s) Zhl(m) 0.00 22.50 45.40 75.70 110.90 151.40 197.10 119.00 119.80 120.30 120.80 121.30 121.80 122.30 364.90 428.60 495.70 566.00 639.30 715.40 794.60 123.80 124.30 124.80 125.30 125.80 126.30 126.80 248.50 122.80 877.30 127.30 304.70 123.30 962.60 127.80 Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe Phần II thủy Mục đích nguyên lý khai thác I Mục đích tính toán Mục đích tính toán thủy từ tài liệu khí tợng thuỷ văn, tình hình địa hình địa mạo, địa chất, địa chất thủy văn, đặc trng lòng hồ, tính toán để xác định thông số hồ chứa TTĐ với nội dung tính toán nh sau: Thông số hồ chứa: - Mực nớc dâng bình thờng: MNDBT - Mực nớc chết: MNC, độ sâu công tác: hct - Dung tích hữu ích: Vhi Thông số lợng TTĐ: - Công suất bảo đảm: Nbđ - Công suất lắp máy: Nlm - Điện lợng bình quân nhiều năm: Enn - Số lợi dụng công suất lắp máy: h Các cột nớc đặc trng TTĐ: - Cột nớc lớn nhất: Hmax - Cột nớc nhỏ nhất:Hmin - Cột nớc bình quân:Htb - Cột nớc tính toán: Htt Các thông số thuỷ làm sở cho việc tính toán chọn thiết bị, xác định kích thớc NMTĐ, công trình thuỷ công vấn đề có liên quan khác II nguyên lý khai thác Từ công thức tính công suất TTĐ: NTĐ = 9,81..Q.H ta thấy Q, , H lớn công suất cao Trớc hết xét cột nớc sông suối thiên nhiên lòng sông có chỗ dốc nhiều có chỗ dốc ít, nhng thờng thoải dần, có thác tự nhiên muốn có cột nớc tơng đối lớn phải tìm biện pháp tập trung cột nớc, mặt khác phải làm cho lu lợng thích ứng với nhu cầu dùng nớc, chẳng hạn nh trữ nớc vào mùa lũ để cung cấp nớc đặn vào mùa kiệt, tăng công suất mùa kiệt Ngoài muốn công suất TTĐ lớn phải có hệ thống thiết bị tốt, hiệu suất cao Nh muốn khai thác thuỷ phải giải vấn đề: + Tập trung cột nớc H + Tập trung điều tiết lu lợng Q + Nâng cao hiệu suất thiết bị điện Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe Biện pháp nâng cao hiệu suất thiết bị đợc giải biện pháp khí công nghệ chế tạo Trong đồ án ta dùng thiết bị có sẵn để chọn làm thiết bị cho nhà máy, tính toán thuỷ giải vấn đề tập trung cột nớc điều chỉnh lu lợng cho thiết bị làm việc vùng hiệu suất cao Phơng thức khai thác thuỷ chọn tuyến đập I.phơng thức khai thác thuỷ Theo cách tập trung cột nớc có phơng thức khai thác thủy năng: kiểu đập, kiểu đờng dẫn, kiểu hỗn hợp Tuy nhiên dự án vị trí xây dựng công trình nằm vùng trung lu sông Chảy, nơi thác tự nhiên nhng có điều kiện thuận lợi địa hình để làm đập tạo hồ chứa, đập dâng nớc lên cao làm cho mực nớc đầu đoạn nớc dâng đến tuyến đập gần nh ngang bằng, nhờ mà tốc độ dòng chảy khu vực nớc dâng giảm nhiều, lợng không bị tiêu hao vô ích dọc sông mà tập trung lại tuyến đập Đờng đồng mức hai bên tha dẫn tới đập cao tạo đợc dung tích hồ lớn để tập trung điều tiết dòng chảy làm tăng khả phát điện mùa kiệt, đồng thời lợi dụng tổng hợp nh cắt lũ, chống lụt, cung cấp nớc tới, giao thông vận tải v.vmà tổn thất ngập lụt lại không lớn Do dự án em chọn phơng thức khai thác thuỷ kiểu đập II.Chọn tuyến xây dựng đập Nguyên tắc chọn tuyến đập Việc lựa chọn tuyến đập phải đề cập nhiều yếu tố nhng phải tuân theo số nguyên tắc sau: * Yêu cầu khai thác sử dụng: Tuyến chọn phải tạo đợc lòng hồ lớn để tạo đợc lợng lớn Ngoài tuyến chọn phải đảm bảo điều kiện địa hình địa chất cho phép xây dựng công trình * Điều kiện kinh tế kỹ thuật: Đảm bảo công trình làm việc an toàn ổn định thoả mãn tối đa yêu cầu dùng nớc: vốn đầu t nhỏ, chi phí hàng năm thấp Đáp ứng đợc nhu cầu phát triển tơng lai nhu cầu điện, giao thông cung cấp nớc tới * Điều kiện thi công: Tuyến chọn phải thuận tiện cho công tác thi công, dẫn dòng thi công; gần vị trí đập có bãi thi công rộng, dễ bố trí đờng giao thông thi công nh trình vận hành nhà máy * Điều kiện vị trí tuyến đập: Vị trí tuyến đập phải đảm bảo khối lợng đập nhỏ Đối với đập không tràn nớc tuyến đập thờng bố trí thẳng, điều kiện địa Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe hình, địa chất không cho phép cong gãy khúc Đối với đập tràn nớc, việc bố trí phải không ảnh hởng đến điều kiện làm việc bình thờng TTĐ, âu thuyền công trình lấy nớc; cửa vào thuận, cửa tốt song song với dòng sông cũ, không làm ảnh hởng đến điều kiện thiên nhiên lòng sông cũ, tránh xói lở hạ lu ảnh hởng đến an toàn đập Đập tràn bố trí lòng sông bờ sông, đập dâng nớc đập bê tông phần dâng nớc kết hợp làm đập tràn bố trí nằm lòng sông * Yêu cầu vật liệu địa phơng: Nên chọn tuyến cho tận dụng đợc nhiều vật liệu địa phơng tốt * Yêu cầu mỹ thuật: Khi thiết kế công trình yêu cầu kỹ thuật kinh tế, thi công, sử dụng cần ý yêu cầu mặt mỹ thuật, đặc biệt công trình lớn công trình nằm gần trung tâm du lịch trọng điểm Chọn tuyến đập cho TTĐ NàLe: Dựa vào khả bố trí tuyến công trình, NCKT xét vị trí cách 100m Trong đồ án em đợc phân công thiết kế sơ TTĐ với phơng án tuyến Với tuyến này, đập đợc kiến nghị đặt đới đá phong hóa IIA, đá cứng Bên vai trái đới nằm sâu 15-20m, lòng sông đới nằm dới lớp cuội sỏi có chiều dày 6-8m, bên vai phải đới nằm sâu 20-30m Độ sâu xử lý chống thấm đập cho phơng án kiến nghị qua đới IIA vào sâu 5-7m đới IIB( thấm nớc yếu không thấm) Căn vào tài liệu địa chất địa hình thì: Địa chất tuyến công trình chủ yếu thành tạo đá trầm tích lục nguyên- cacbonat biến chất thấp, đứt gãy cắt qua tuyến công trình đứt gãy nhỏ mang tính nội đới bậc IV,V xử lý trình thi công, ổn định thuận lợi cho việc xây dựng đập cao tạo hồ chứa Mặt khác xem xét địa hình sau tuyến đập thuận tiện cho việc xây dựng nhà máy công trình khác Tài liệu dân sinh kinh tế: Khi mực nớc dâng cao, vùng ngập lụt mức độ không lớn quan trọng Yêu cầu nhu cầu dùng nớc khu vực vùng hồ để cải tạo đất, phát triển thủy sản mk Mặt khác sơ : QtdP = P = 35,5 (m /s) =>Zhl =120 m TK mk Hmax=MNDBT - Zhl( QtdP = P )=183-120= 63m >30m TK Do cột nớc áp lực lớn nên để đảm bảo ổn định cho đập nhà máy em chọn loại nhà máy thủy điện kiểu sau đập Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe chọn mức bảo đảm tính toán I Khái niệm mức bảo đảm tinh toán: Trạm thuỷ điện phụ thuộc vào tình hình nguồn nớc Trong điều kiện thuỷ văn thuận lợi, trạm làm việc bình thờng; gặp mùa kiệt, lu lợng nhỏ, công suất trạm giảm; lũ to, trạm kiểu đập cột nớc thấp bị giảm công suất chênh lệch mực nớc thợng hạ lu bị giảm đáng kể Khi trạm thuỷ điện làm việc không đợc bình thờng việc cung cấp điện cho hộ dùng không đảm bảo, phải hạn chế cung cấp điện cho sở sản xuất hộ dùng Việc giảm cắt điện tất nhiên gây khó khăn thiệt hại cho hộ dùng điện Để đánh giá mức độ chắn việc cung cấp điện trạm thuỷ điện ngời ta dùng khái niệm mức bảo đảm tính toán đợc biểu thị theo công thức sau: P= Thời gian làm việc binh thờng ì 100% Tổng thời gian vận hành ý nghĩa biểu thức tức suốt thời gian làm việc, TTĐ đảm bảo cung cấp điện bình thờng P% tổng thời gian, (100-P)% thời gian cung cấp đầy đủ công suất điện lợng tình hình thủy văn bất lợi Nh phần công suất điện thiếu hụt trạm khác hệ thống bù lại Mức bảo đảm đợc dùng để xác định thông số TTĐ vai trò TTĐ cân công suất hệ thống gọi mức bảo đảm tính toán (P tt) Vậy mức bảo đảm tính toán tiêu kinh tế quan trọng định đến khả cung cấp điện an toàn nh mức độ lợi dụng lợng dòng nớc II ý nghĩa việc lựa chọn mức bảo đảm: Ta thấy Ptt mà tăng lên công suất bảo đảm TTĐ (N bđ) giảm xuống, có nghĩa công suất tất yếu TTĐ giảm xuống Điều đồng nghĩa với việc: N N P tk 100% P% Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe - Vốn đầu t vào TTĐ giảm lợng (KTĐ), nhng NtyTĐ giảm => NlmNĐ tăng lên (do cân hệ thống điên) => vốn đầu t vào nhà máy Nhiệt điện tăng lên lợng (KNĐ), nhng KNĐ tăng > KTĐ giảm => Vốn đầu t toàn hệ thống tăng lên, nhng thời gian bảo đảm an toàn tăng lên, làm cho thiệt hại thiếu điện giảm Do P tt tốt tần suất làm cho tổng chi phí (có xét đến thiệt hại) hệ thống nhỏ III Nguyên tắc chọn Ptt: Để chọn mức bảo đảm tính toán TTĐ, ngời ta thờng dựa vào nguyên tắc sau đây: - Công suất lắp máy trạm lớn mức bảo đảm tính toán phải chọn cao, thiệt hại chế độ làm việc bình thờng trạm có công suất lắp máy lớn bị phá vỡ nghiêm trọng so với trạm có công suất lắp máy nhỏ - Trạm thuỷ điện có tỷ trọng công suất lớn so với tổng công suất hệ thống điện lực mức bảo đảm tính toán phải chọn cao trạm làm việc không bình thờng, công suất thiếu hụt khó bù so với trạm nhỏ, thời kỳ mà công suất dự trữ hệ thống sử dụng gần hết - Các hộ dùng điện quan trọng mặt kinh tế, khoa học kỹ thuật mức bảo đảm tính toán trạm cung cấp điện phải cao, xảy điện tổn thất nghiêm trọng - Nếu TTĐ có hồ điều tiết lớn, hệ số điều tiết cao, phân bố dòng chảy năm lại tơng đối điều hoà chọn mức bảo đảm tính toán cao mà lợi dụng đợc phần lớn lợng nớc thiên nhiên Trong trờng hợp hồ điều tiết dài hạn, muốn lợi dụng l ợng nớc đợc nhiều, không nên chọn mức bảo đảm tính toán cao - Nếu TTĐ đóng vai trò công trình lợi dụng tổng hợp có nhiệm vụ phát điện ngành dùng nớc khác tham gia mức bảo đảm chọn theo nguyên tắc Trong tr ờng hợp chọn mức bảo đảm tính toán TTĐ cao, nh ng trạm thuỷ điện giữ vị trí thứ yếu công trình lợi dụng tổng hợp mức bảo đảm tính toán thuỷ điện phải phục tùng yêu cầu dùng nớc chủ yếu mà chọn thấp cho thoả đáng IV Chọn mức bảo đảm Ptt cho TTĐ NàLe: Chọn mức bảo đảm tính toán TTĐ thực chất toán kinh tế, nhiên toán gặp nhiều khó khăn không xác định đợc mức độ thiệt hại Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe hộ dùng điện thiếu điện bị cắt điện, thực tế để chọn mức đảm bảo tính toán ngời ta dựa vào quy phạm 1) Cấp công trình: Theo TCVN 285-2002 cấp công trình đợc xác định dựa vào công suất lắp máy chiều cao đập Cấp đợc lựa chọn cấp cao xác định hai tiêu chuẩn - Theo chiều cao đập : Hđập = Zđỉnhđập Zđáy Sơ Zđỉnhđập = MNDBT + d; d = 3m =>Zđỉnhđập = 183 + = 186m Zđáy cao trình đáy chân khay thấp Zđáy = 118- = 112m => Hđập = 186 112 =74m đập công trình cấp II -Theo nhiệm vụ phát điện: thuỷ điện NàLe dự án lợi dụng tổng hợp có nhiệm vụ phát điện với Nlm khoảng 100 MW TTĐ công trình cấp II Vởy cấp công trình đợc lựa chọn để tính toán cấp II 2) Chọn mức bảo đảm tính toán Ptt: Theo TCVN 285-2002, với công trình cấp II mức bảo đảm để tính toán đợc chọn để tính toán Ptt=90% tính toán chọn năm thuỷ văn đặc trng I Khái niệm chung Theo ti liệu thủy văn, từ dòng chảy bình quân tháng, ta tính l u lợng bình quân năm, so sánh xem tháng no có l u lợng bình quân tháng lớn lu lợng bình quân năm v liệt năm có 50% năm lớn bình quân năm l tháng lũ, lại l tháng kiệt Kết phân mùa dòng chảy với năm thuỷ văn có: - tháng mùa lũ từ tháng đến tháng 10 năm lịch - tháng mùa kiệt từ tháng 11đến tháng năm sau Thực chất việc chọn năm thuỷ văn điển hình để giảm bớt khối lợng tính toán thờng dùng cho TTĐ điều tiết năm: - Năm tính toán ( năm kiệt thiết kế ) ứng với tần suất P% =90% - Năm nớc trung bình ứng với P = 50% - Năm nhiều nớc ứng với P = (100 - PTK)%=10% Năm tính toán dùng để xác định công suất bảo đảm công suất lắp máy TTĐ, tần suất năm tính toán mức bảo đảm tính toán TTĐ II Chọn năm thuỷ văn đặc trng cho TTĐ 1) Chọn năm kiệt thiết kế : ( Ptk=90%) Từ đờng tần suất dòng chảy trung bình mùa kiệt ta tra đợc:QmkP=90%= 35,5 (m3/s) Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe - Lớp bê tông bảo vệ buồng xoắn , ta chọn = 1(m) stb = lm + max + = 121,35 + 1,5+1=123,85m MNHL max = 137,29 l =190 l =250 l =320 260 l =380 75 40 643 35 271 75 100 35 271 247 40 200 129,52 390 220 65 120 330 123,85 120 121,35 MNHLmin = 119,8 R 255 =125 R75 =61 D =250 118,07 168 328 338 113,79 437 777 325 1125 362 311 55 366 3) Cao trình lắp máy phát (mf): Đây cao trình đáy stato, khoảng cách từ stb đếnmf giếng turbin bố trí thiết bị phụ nh cấu điều chỉnh turbin, cáp điện vậy, khoảng cách phải đảm bảo chiều cao định mf = stb + h1 + h2 Trong đó: - h1 chiều cao cửa vào giếng turbin, đảm bảo ngời vận hành lại đặt thiết bị sàn turbin lấy h1 =2,2m - h2 chiều dày lớp bê tông đỡ máy phát, phụ thuộc vào cấu tạo bệ đỡ máy phát khả chịu lực bê tông đỡ giá chữ thập dới, chọn h2=1,5m mf = 123,85 + 2,2 +1,5 = 127,55m Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe Cao trình máy phát phải đảm bảo cao mực nớc hạ lu lớn để máy phát không bị ngập Đối với TTĐ thiết kế có mực nớc hạ lu thay đổi lớn mùa lũ mùa kiệt, với cao trình mực nớc hạ lu lớn hlmax=137,29m nh mf < hlmax Trong trờng hợp này, đặt máy phát mực nớc cao hạ lu trục tổ máy dài lợi cho tính ổn định vận hành, chiều cao phần dới nớc tăng lên, khối lợng bê tông tăng nhiều Vậy gặp trờng hợp ta thờng sử dụng biện pháp công trình xây tờng ngăn chống thấm phía hạ lu 4) Cao trình đáy ống hút: (ôh) Cao trình đáy ống hút đợc xác định theo công thức đôh =lm - hoh Trong đó: b0 = 121,35 - 6,25 - 0,625 = 114,79m hôh - chiều cao ống hút bo - chiều cao cánh hớng nớc 5) Cao trình miệng ống hút: (môh) Cao trình miệng ống hút đợc xác định theo công thức: môh = đôh + h5 = 114,79 +3,28 = 118,07m Với h5 chiều cao cửa ống hút Kiểm tra điều kiện môh= 118,07 Zhlmin- 0,5m = 119,3 m đảm bảo turbin làm việc an toàn tợng khống khí lọt vào ống hút 6) Cao trình đáy móng nhà máy (đ m): Cao trình đáy móng nhà máy thờng phụ thuộc vào điều kiện địa chất nơi xây dựng nhà máy, đợc xác định từ công thức: đm =đôh- t =114,79 - 1= 113,79m Với t chiều dày bê tông móng nhà máy, với điều kiện địa chất tốt t =1ữ2m, chọn t=1m Kết cấu kích thớc phần nớc I Khái niệm chung Phn trờn nc ca nh mỏy l phn c tớnh t cao trỡnh sn mỏy phỏt tr lờn Kết cấu kích thớc phần nớc có liên quan chặt chẽ đến việc bố trí thiết bị bố trí gian máy; Ti ú cú th b trớ ton b hoc mt phn mỏy phỏt v cỏc thit b nh: cu trc, t iu tc, t in, thựng du ỏp lc Chiu rng, chiu cao ca nh mỏy quyt nh bi kớch thc cỏc thit b c b trớ gian mỏy, iu kin thi cụng, phng thc cu; lp rỏp sa cha cỏc thit b c thao tác gian mỏy v gian lắp ráp Kt cu chu lc ca nh mỏy bao gm h thng ct v dm , nhng v trớ t khp lỳn cng phi t tỏch Kết cấu phần nớc dùng hình thức: kiểu kín, kiểu hở, kiểu nửa hở, nhiên với điều kiện khí hậu thay đổi lớn mùa nh Việt Nam Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe chọn loại nhà máy kiểu kín Đặc điểm NMTĐ loại có kết cấu tơng tự nh nhà máy công nghiệp, bên có cầu trục chạy dọc suốt nhà máy phục vụ lắp ráp sửa chữa tổ máy Đảm bảo lắp ráp sửa chữa thiết bị điều kiện II Kích thớc mặt phần nớc 1) Chiều dài đoạn tổ máy (Lđ) Chiều dài đoạn tổ máy chiều dài đoạn tổ máy phần dới nớc Lđ =10m 2) Chiều rộng phần nớc nhà máy (B) Chiều ngang nhà máy phụ thuộc vào kích thớc phơng thức bố trí máy phát, thiết bị điều chỉnh, thiết bị phải nằm phạm vi hoạt động cầu trục, đảm bảo khoảng cách an toàn để nhân viên vận hành lại, phơng thức cẩu cầu trục thiết bị chính, đợc xác định theo công thức: B = LK + 2L + 2t=15,4m 50 Trong : L- khoảng cách từ tim đờng ray đến tờng nhà máy, chọn L= 0,8m t - chiều dày tờng thợng lu hạ lu, chọn t= 0,4m LK- khoảng cách hai tim đờng ray cầu trục, phụ thuộc vào phơng thức cẩu, khoảng cách an toàn vật cần cẩu vật cố định, khoảng cách lại phía thợng lu hạ lu nhà máy, ta xác định theo công thức: Lk= btl+Dh +bhl =2,6+7,93+2,47 =13m Với btl =2,6m, bhl =2,47m, lần lợt khoảng cách lại phía thợng lu hạ lu nhà máy, Dh=7,93m đờng kính hố máy phát Vậy ta chọn loại cầu trục có độ Lk=13m 3) Kích thớc gian lắp ráp sửa chữa (LLR) a) Mục đích yêu cầu BXCT máy kích từ 1300 100 550 Rô to máy phát ổ trục chặn 500 Giá chữ thập trên+ duới; Nắp đậy Turbin Hố máy biến áp Sàn lắp ráp 100 129,52 Của vào 120 250 800 250 80 40 1540 Diện tích gian lắp ráp để lắp ráp thiết bị thời kì xây dựng TTĐ tiến hành sửa chữa tổ máy trình vận hành Khi tiến hành lắp ráp thiết bị chủ yếu nhà máy phận thiết bị đợc chở dần từ nơi sản xuất đến Căn kích thớc bên trọng lợng cho phép chuyên chở đ- Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe ờng ô tô, đờng thuỷ đờng xe lửa đến gian lắp ráp Vì vậy, thiết kế nhà máy thờng cao trình sàn lắp ráp với cao trình sàn máy phát đồng thời với cao trình đờng giao thông từ vào nhà máy Bố trí nh thuận tiện cho việc chuyên chở thiết bị vào nhà máy mà lợi dụng diện tích tổ máy gần gian lắp ráp để tháo lắp thiết bị b Nguyên tắc xác định kích thớc gian lắp ráp Khi lắp ráp tổ máy phải dùng cẩu trục trog gian máy để tiến hành thao tác, chiều ngang chiều cao gian lắp ráp chiều ngang chiều cao gian máy Đối với TTĐ thiết kế có số tổ máy ít, nên chiều dài gian lắp ráp phải đủ bố trí tất thiết bị tổ máy; thờng gồm thiết bị sau: nắp đậy turbin, máy kích từ, giá chữ thập máy phát, rô to máy phát, bánh xe công tác, ổ trục chặn phải đảm bảo đủ diện tích để lại Nếu gian lắp ráp dùng để sửa chữa máy biến thế, để không tăng chiều cao nhà máy gian lắp ráp phải đặt hố máy biến để tháo lắp sửa chữa Khi xác định chiều dài gian lắp ráp cần phải tính toán phạm vi hoạt động cẩu trục phụ, đồng thời phải xét đến phạm vi đặt thiết bị mà không thao tác đợc, sở định chiều dài gian lắp ráp cách hợp lí Với TTĐ xác định đợc kích thớc gian lắp ráp nh sau: - Cao trình sàn lắp ráp cao trình sàn nhà máy - Chiều rộng sàn lắp ráp BLR = BNM = 15,4m - Chiều dài sàn lắp ráp LLR =13 m Chiều dài nhà máy Chiều dài nhà máy tổng chiều dài khối máy, chiều dài sàn lắp ráp, đoạn tăng thêm tổ máy cuối Đợc xác định theo công thức: L = n.Lđ + LLR + L+t=3.10+13+0+0,5=43,5m Trong đó: - n =3 số tổ máy - Lđ =10m chiều dài đoạn tổ máy - LLR= 13m chiều dài gian lắp ráp - L chiều dài tăng thêm tổ máy cuối đủ để cầu trục thao tác tổ máy này, xác định kích thớc ta lấy tâm móc cầu trục trùng với tâm tổ máy; ta có B/2=4,995m < B ' =5,45m ( khoảng cách từ tim tổ máy đến mép bên phải đoạn tổ máy, đợc đo từ vẽ cắt dọc nhà máy), ta lấy L= 0m - t chiều dày tờng đầu hồi, lấy t= 0,5m III Các cao trình phần nớc Cao trình sàn nhà máy: Cao trình sàn nhà máy phụ thuộc vào hình thức bố trí chiều cao stato máy phát Thông thờng stato máy phát đợc bố trí chìm dới mặt sàn, giá chữ thập chóp máy phát đợc bố trí gian máy; Khi chiều cao từ cao trình đáy stato máy phát đến sàn nhà máy chiều cao stato máy phát (h st), cao trình sàn nhà máy đợc xác định theo công thức: Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe snm =mf + hst = 127,55 +1,97 = 129,52m Cao trình cầu trục (ct): Khoảng cách từ sàn nhà máy đến ray cầu trục phụ thuộc vào kích thớc vật cẩu lớn phơng thức cẩu; Nếu dùng phơng pháp cẩu đỉnh giảm đợc chiều ngang gian máy, song phải tăng chiều cao Phơng thức thờng dùng tổ máy có công suất lớn TTĐ có cột nớc cao Với TTĐ thiết kế có kích thớc phần dới nớc tơng đối bé mực nớc hạ lu mùa lũ cao cần phải nâng cao nhà máy chọn phơng thức cẩu đỉnh để giảm kích thớc chiều rộng cho nhà máy, cao trình cầu trục đợc xác định theo công thức: ct = snm+ h1 + ho + Lmax + hm + Ld + a =129,52+1,2+0,4+4,67+ 1,45 + 3+1=141,24m Trong đó: - h1 chiều cao giá chữ thập - ho chiều cao chóp máy phát - Lmax =4,67m, chiều dài vật cẩu lớn ( Roto trục) - hm chiều cao móc chính, hm=1,45m - Ld chiều cao dây buộc có kể đến độ giãn dây, lấy Ld=3m - a khoảng cách an toàn vật cẩu vật cố định Cao trình trần nhà máy: tr = ct + Hct + a = 141,24 + 4,6 + 0,5 =146,34m Trong đó: Hct - chiều cao cầu trục + xe con, Hct =4,6m at- khoảng cánh an toàn, lấy at = 0,5m Cao trình đỉnh nhà máy: đ = tr + hmái = 146,34 + = 148,34m hmái chiều cao mái nhà máy, lấy hmái = 2m IV Phần kết cấu nhà máy Trong quỏ trỡnh hnh, nh mỏy chu rt nhiu lc tỏc dng: Lc rung ng t mỏy hnh, trng lng bn thõn, trng lng cỏc thit b, ỏp lc nc phớa h lu, lc ng t Do ú ũi hi nh mỏy phi cú kt cu vng chc v n nh Trong phm vi thit k s b khụng i sõu vo tớnh toỏn kt cu nờn tụi chn kích thớc tng, ct nh mỏy theo cỏc cụng thc kinh ngim 1) Tng nh máy Tng nh mỏy bao gm tng thng lu v h lu u dy 40cm Riờng tng h lu nh mỏy yờu cu chng thm nờn chn d =1m 2) Ct nh máy Lm bng bờ tụng ct thộp tit din hỡnh ch nht, b trớ dc nh mỏy, t cựng vi tng, khong cỏch gia cỏc tim ct bng 5m Ct cú nhim c dm Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe cu trc, ngoi cũn tng thờm cứng cho tng Trờn tai ct t dm ch T t ray cu trc Chọn kớch thc tit din: b.h = 1.1,2m 3) Kích thớc cửa vào, cửa sổ i li thun tin, thụng t phũng ny sang phũng khỏc, ta b trớ cỏc ca i li cho tng phũng: - Ca chớnh i vo gian lp rỏp cú kớch thc a thit b ln vo nh mỏy nh Rụto, mỏy phỏt, giỏ trờn : b.h = 8.7,5m - Ca vo phũng iu khin trung tõm cú kớch thc: b.h = 3.2,8m - Ca vo xng sa cha c khớ: b.h = 4.6m - Cỏc ca sang phũng c quy, in mt chiu, xng c khớ i li quỏ trỡnh lm vic c thun tin thoỏng mỏt v tng ỏnh sỏng t nhiờn cho nh mỏy ta b trớ ba tng ca s cú kớch thc: - Tng trờn : b.h = 3.1,2 m - Tng gia: b.h = 3.2,4 m chơng phòng phụ thiết bị phụ trợ Phòng phụ Trong NMTĐ cn phi b trớ phòng ph nhà máy mt cỏch hp lý nhm mc ớch phc v tt cho quỏ trỡnh hnh sn xut in an ton; ni b trớ cỏc thit b ph nh: h thng du, h thng khớ nộn, h thng nc k thut, cỏc thit b phõn phi in v l ni cỏn b cụng nhõn hnh, lm vic v iu hnh nh mỏy Bao gồm số phòng sau: I Phòng điều khiển trung tâm Là nơi bố trí thiết bị đo lờng, điều khiển, phân phối để theo dõi trình vận hành NMTĐ, trung tâm đầu não nhà máy, đợc bố trí cao trình sàn máy phát để tiện cho việc quan sát toàn nhà máy Có liên hệ mật thiết với máy phát, máy biến áp sơ đồ đấu điện trình độ tự động hoá nhà máy nên em bố trí thợng lu nhà máy Diện tích mặt đợc định số lợng loại thiết bị bố trí II Phòng điện chiều, ácquy, Axít, nạp điện Để cung cấp điện thao tác thiết bị thắp sáng cho nhà máy xẩy cố cung cấp cho mạch nhị thứ cần phải có hệ thống điện chiều; phải bố trí thêm phòng phòng Acquy, Axit, phòng nạp điện để phục vụ cho phòng điện chiều Để tránh Axit bay làm hỏng thiết bị ảnh hởng tới sức khoẻ nhân viên vận hành phòng đợc ngăn cách tờng Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe phòng thông gió Phòng điện chiều đợc bố trí tầng dới gian phòng điều khiển trung tâm III Phòng thiết bị phụ trợ máy thuỷ lực Gm cỏc phũng nh: phũng cha du bụi trn, du cỏch nhit t mỏy v x lý du, phòng dầu bẩn, phũng mỏy nộn khớ, phũng t mỏy bm nc k thut, mỏy bm tiêu nc bung xon v ng hỳt cn sa cha t mỏy IV Bố trí máy biến áp trạm phân phối điện 1) Bố trí máy biến áp Vỡ kớch thc v trng lng ln nờn ta b trớ cỏc mỏy bin ỏp nm ngoi tri, mt khỏc cỏc mỏy bin ỏp cũn phi bo dng, sa cha nh k nờn cn phi di chuyn trờn ng ray n gian lp rỏp Đ rỳt ngn chiều dài cỏp in gia mỏy phỏt v mỏy bin ỏp, ng thi gim kh nng xy s c ta li dng khụng gian gia p v nh mỏy b trớ mỏy bin ỏp thng lu nh mỏy; cỏch tng nh mỏy 3m, gia cỏc mỏy bin ỏp cú xõy tng ngn phũng ho hon 2).Bố trí trạm phân phối điện cao trời Trạm phân phối điện cao thờng bố trí trời Vị trí nên gần nhà máy thuận tiện cho giao thông Nền móng cao trình phải tốt cao Z hlmax NMTĐ sau đập cột nớc trung bình ngời ta thờng đặt góp điện cao độ cao trạm phân phối điện cao phát triển theo chiều rộng Cn c vo iu kin a hỡnh, tụi b trớ trm phõn phi in cao th phớa bờn phi bờ sông, ti cao trỡnh 144m trờn sờn i Hệ thống thiết bị phụ Trong NMTđ m bo ch hnh an ton ca cỏc t mỏy nht nh phi b trớ cỏc h thng thit b ph tr c bit i vi nh mỏy thu in cú cụng sut ln thỡ h thng thit b ph tr phi cú tớnh t ng hoỏ, chớnh xỏc cao tng mc an ton, đảm bảo vận hành thuận tiện Gồm hệ thống sau: I Hệ thống cung cấp dầu Yờu cu i vi h thng du: m bo cung cp du, ỳng chng loi, phm cht cho cỏc thit b dựng du, phi thu gom c du bẩn, tinh lc du Gồm hai loại: - H thng du cỏch nhit: cú nhim v cung cp du cho mỏy bin ỏp, mỏy ct, cỏc thit b in khỏc Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe - H thng cung cp du bụi trn: cung cp du bụi trn cỏc trc (trc turbin, trc mỏy phỏt ), cung cp du cho b phn iu tc, mỏy nộn khớ v bụi trn cỏc cụng c khác Lợng dầu dùng để điều chỉnh tất tổ máy (G1): Lợng dầu vận hành tổ máy xác định theo công thức: D1 2,5 = G1=Z.k.Ntb H = 3.0,5.25.103 56,9 7860 kg = 7,86 Trong đó: D1 - đờng kính bánh xe công tác turbin (m) k- hệ số phụ thuộc vào hình dạng turbin, với turbin PO ta lấy k = 0,5 Ntb- Công suất định mức turbin: Ntb = 25.103 kW H- Cột nớc bình quân TTĐ, H = Hbq =56,9m 2) Lợng dầu bôi trơn (G2): Dung tích dầu hệ thống dầu bôi trơn thờng chiếm khoảng 35% dung tích dầu vận hành: G2 =35% G1 = 2,75 Lợng dầu cách điện (G3): Dung tích dầu cách nhiệt máy biến phụ thuộc vào hình dạng công suất máy, thờng MW cần 0,4 Vậy trọng lợng dầu cách điện là: G3 = 3.0,4.40 = 48 Lợng dầu dự trữ vận hành (G4): - Với máy biến áp lợng dầu trữ đầy cộng thêm 1% G3 - Với tổ máy trữ đầy cho tổ máy cộng thêm lợng dầu dự trữ vòng 45 ngày 5% (G1 + G2) Vậy tổng cộng lợng dầu dự trữ là: G4 = 1% G3 + 5% (G1 + G2) = 0,01.48 + 0,05(7,86+2,75) = 1tấn Nh lợng dầu tổng cộng cần dùng nhà máy là: G = G1 + G2 + G3 + G4 = 7,86 + 2,75 + 48 + 1=59,6 Bố trí bể chứa dầu: Theo quy phạm quy định kho dầu dới 100 đợc đặt nhà máy Vậy với TTĐ ta đặt bể dầu nhà máy Hê thống dầu bao gồm: - Kho dầu: bể chứa dầu sạch, dầu phế thải - Phòng xử lý dầu: có nhiệm vụ lọc dầu phế thải, tái sinh dầu, phòng đặt thiết bị lọc dầu với thiết bị lọc dầu, tái sinh dầu máy bơm dầu - Hệ thống dẫn dầu: hệ thống dẫn dầu nối liền với phòng xử lý dầu, kho dầu với thiết bị sử dụng dầu - Hệ thống đo lờng điều khiển: có nhiệm vụ theo dõi điều khiển tình hình vận hành, xử lý dầu phòng xử lý dầu, thiết bị dùng dầu - Hệ thống chống nóng, phòng hoả II Hệ thống khí nén: Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe Hệ thống khí nén nhà máy chủ yếu để điều khiển tổ máy hảm máy cắt tải, phục vụ cho thiết bị kiểm tra đo lờng, dùng khí nén tổ máy làm việc chế độ bù đồng với độ cao hút âm Sơ đồ hệ thống khí nén nhà máy thuỷ điện K-1: Máy khí nén áp lực thấp; K-2: Máy khí nén áp lực cao; P-1, P-2, P-3: Bình chứa khí nén áp lực thấp ; 1- MHY; 2- hệ thống hãm máy phát; 3- ống nối dẫn đến gian lắp ráp; 4- ống nối dẫn đến gian khí; 5ống nối dẫn đến phòng tur bin; 6- ống nối dẫn vào gian máy; 7- Đờng ống dẫn khí vào bánh xe công tác; 8- đờng ống dẫn khí vào phận chủ yếu; 9- đờng ống nạp khí vào MHY; 10- thiết bị tự động; 11- Van; 12- đờng dẫn khí nén hãm kích máy phát; 13- áp kế Tuỳ theo mục đích sử dụng khí nén mà ngời ta chia hệ thống khí nén nhà máy thành hai loại: Hệ thống khí nén thấp áp ( 7ữ8) at để phục vụ cho: - Thổi bụi bẩn thíêt bị - Thổi rác dới lới chắn rác - Hệ thống phanh hãm tổ máy - ép nớc khỏi BXCT tuabin làm việc chế độ chạy bù đồng - Nhu cầu sử dụng khí nén xởng sửa chữa khí - Làm công tác khác v.v( thổi sơn, hút bụi, vệ sinh) Hệ thống khí nén cao áp ( 25ữ40) at phục vụ cho: - Dùng để điều chỉnh tổ máy turbin - Dùng điều chỉnh van turbin - Hệ thống điều tốc, thiết bị đóng cắt (máy cắt) Tính lợng khí nén cần dùng cho tổ máy: Khí nén cần dùng cho thiết bị dầu áp lực: Pb Vb 25.0,26 = 0,11 60 t 60 Q1 = = (m3/p) Trong đó: Vb- dung tích không khí két dầu nén Vb=(0,6ữ0,7)Vdầu áp lực = 0,7.0,037 =0,26m3 t- thời gian nạp khí liên tục, lấy t =1 Pb- áp suất công tác với thiết bị nén dầu, lấy Pb = 25kg/cm2 Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe Lu lợng dùng để hãm tổ máy: 60 60 q( P + 1).t Q2 = 1000 = 1000 3.(7 + 1).5 = 7,2m3 Trong đó: q- lợng khí tiêu hao điều kiện áp lực công tác q = (2ữ4) l/s; lấy q = l/s P- áp lực công tác (4 ữ7)at, chọn p = at t- thời gian phanh tổ máy, chọn t = phút Lợng khí nén nớc buồng bxct Khi tổ máy thuỷ lực chạy bù đồng mực nớc ống xả turbin phải thấp dới BXCT không lợng tiêu hao lớn Trong thực tế BXCT ngập dới hạ lu nên để nớc buồng không làm ngập BXCT ta phải dùng hệ thống khí nén để ép nớc khỏi BXCT Lu lợng khí nén để ép nớc tổ máy đợc xác định theo công thức: Qk = a D12.(1 + Pk) = 0,2.2,52 (1 + 2,8) = 4,75(m3/p) Trong đó: a- Hệ số kinh nghiệm: a = (0,1ữ0,2), lấy a= 0,2 Pk- áp lực buồng BXCT sau ép nớc xuống dới BXCT m, lấy với trờng hợp nguy hiểm Zhlmax PK = 2,8 at Đờng kính đờng ống dẫn khí Xác định theo công thức kinh nghiệm: d = 30 Q K = 30 4,75 = 65 mm Bố trí hệ thống khí nén Để rút ngắn chiều dài đờng ống, bố trí hệ thống khí nén ngang dới gian lắp ráp, máy nén khí thùng dầu áp lực phải có thiết bị bảo vệ nh van an toàn, van chiều, rơ le bảo vệ tự động Các đờng ống dẫn khí bố trí dọc theo nhà máy III Hệ thống cấp nớc kĩ thuật Nớc dùng cho NMTĐ gồm: nớc làm mát máy phát, làm mát dầu ổ trục chặn, làm trơn ổ chặn dới turbin, làm mát thiết bị nén khí, máy biến áp Hệ thống cung cấp nớc kĩ thuật dùng nguồn nớc khác nhau; nguồn cung cấp nớc kĩ thuật có quan hệ với cột nớc TTĐ, TTĐ có cột nớc Htt = 54 m chọn hình thức lấy nớc từ thợng lu hồ chứa đờng ống qua thiết bị giảm áp Hệ thống cấp nớc kỹ thuật đợc bố trí tầng tuabin, đờng ống bố trí dọc theo nhà máy Các máy bơm đặt dới tầng hầm nhà máy, nớc sau làm lạnh máy phát thiết bị khác theo đờng ống tập trung nớc hành lang dẫn giếng tập trung nớc dới gian lắp giáp nhà máy Tính lợng nớc yêu cầu: 1) Nớc làm lạnh xung quanh máy phát Đồ án tốt nghệp W1 = Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe N MP (1 MP ) 860 25000(1 0,97 ).860 = = 55,4.10 lít/giờ C ( t t1 ) MP 0,24.5.0,97 Trong ú: - NMP: Cụng sut mỏy phỏt = 25.103KW - mf: hiu sut mỏy phỏt = 0,97 - C: t nhit nc lm ngui = 0,24Kcal/kg. - (t2 t1): hiu s nhit nc lm ngui ly = 5oC 2) Lợng nớc làm mát trục máy phát W2 = 0,86 P 0,86.G f V 0,86.30.0,003.214,3 = = = 0,14m / h C.t 102.C.t 102.0,24.5 Trong ú: - G: lc y hng trc = 20ữ40kg/cm2 ly = 30kg/cm2 - f: h s ma sỏt vũng trc v , thng f = 0,003 ữ 0,004 ly bng 0,003 - V: tc vũng ca trc = s vũng quay trc mỏy = 214,3v/p - t: Hiu nhit nc lm mỏt mỏy phỏt = 5oC IV Hệ thống thoát nớc nhà máy Trong quỏ trỡnh hnh, sa cha t mỏy cn tiờu b i lng nc rũ r hay nc cha bung xon, ng hỳt to mụi trng lm vic khụ rỏo, sch s m bo hnh v sa cha Gồm loại nớc sau: - Thỏo nc sn xut: nc lm mỏt mỏy phỏt, MBA, bụi trn cỏc trc - Thỏo nc t mỏy: sa cha nh k, sa cha bung xon, ng hỳt - Thỏo nc rũ r: nc np turbin, qua h thng nc k thut, nc thm qua nn cụng trỡnh, qua cỏc khp ni v.v 1) Bố trí hệ thống tháo nớc - H thng thỏo nc b trớ cho hnh thun tin, thỏo c ht nc ng cỏc khu vc cụng tỏc - B trớ ging trung v h thng hnh lang t dc nh mỏy trung vo b nc sau ú dựng mỏy bm bm nc xung h lu Đối với TTĐ b trớ mt trm bm chớnh t di gian lp rỏp, nc t bung xon, ng hỳt theo cỏc ng hầm t hnh lang dn n bung trung nc v ti õy, nc c bm x xung h lu nh mỏy Sơ đồ bố trí hệ thống tháo nớc nhà máy 1) Hành lang ớt Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe 2) Hành lang khô 3) Trạm bơm tháo nớc 4) Tổ máy 2) Hệ thống đo lờng thuỷ lực: Hệ thống đo lờng trị số thuỷ lực nhà máy thuỷ điện để phục vụ cho việc tự động điều chỉnh tổ máy số hiệu đo liên tục mức nớc thợng hạ lu, cột nớc, mức độ rác lới chắn rác, lu lợng dòng chảy qua tuabin Phần VI: kết luận Qua qua trình tính toán thiết kế sơ TTĐ Nà Le em hoàn thành đồ án tốt nghiệp, thông qua đồ án phần em ôn lại đợc kiến thức cũ học phần biết cách tính toán thiết kế sơ cho TTĐ Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, với tìm tòi tra cứu nghiêm túc tài liệu liên quan tới TĐ, giúp em có đợc nhận thức đắn sâu sắc nghành, thực tế thiết kế công trình TĐ Dù cố gắng nhng chắn không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đợc ý kiến đóng góp quý báu thầy giáo môn để đồ án em đợc hoàn thiện Các ký hiệu sử dụng đồ án bo : chiu cao cỏnh hng nc Do: ng kớnh vũng i qua trc cỏnh hng nc D1: ng kớnh tiờu chun bỏnh xe cụng tỏc GMP,TB: trng lng tng ng ca mỏy phỏt v turbin Htb: ct nc chờnh lch thng h trung bỡnh thỏng K: h s hiu sut tng ng vi lu lng v ct nc l a: chiu cao lừi thộp t hu hiu n: s vũng quay ng b nll: s vũng quay lng tc Ntb: cụng sut phỏt in bỡnh quõn thỏng NT: cụng sut ca turbin NMP: cụng sut ca mỏy phỏt Q1, n1: lu lng, s vũng quay dn xut Qmk: lu lng iu tit kit Qml: lu lng iu tit l V: dung tớch h cha u thỏng Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe Vc: dung tớch h cha cui thỏng Vtb: dung tớch h cha trung bỡnh thỏng Zo: s cỏnh hng nc Ztl: mc nc thng lu trung bỡnh thỏng Zhl: mc nc h lu trung bỡnh thỏng : hiu sut : hiu chnh hiu sut : m tng i ca cỏnh hng nc turbin ,o: m tng i ban u cuối max: gúc bao max ca bung xon TI LIU THAM KHO Ti liu chn thit b ca trm thu in B mụn Thu in HTL 1975 Giỏo trỡnh Cụng trỡnh Trm thu in NXB Xõy dng 2003 Giỏo trỡnh Turbin Thu lc NXB Nụng nghip 1982 Giáo trình Thuỷ Năng NXB Nụng nghip 1979 Giỏo trỡnh Thu cụng 1, NXB Nụng nghip 1988 Giỏo trỡnh Thu lc NXB i hc v trung hc chuyờn nghip 1978 Giỏo trỡnh ỏn mụn hc Thu cụng NXB Xõy dng 2001 Bi Thu lc NXB i hc v trung hc chuyờn nghip 1979 Giỏo trỡnh Thu NXB Nụng thụn 1974 10.S tay k thut thu li 3, NXB Nụng nghip 1982 11.S tay tớnh toỏn thu lc NXB Nụng nghip & NXB MIR 1984 12.Cụng trỡnh thỏo l u mi h thng thu li NXB Khoa hc v k thut 1977 13.S tay la chn v tra cu thit b in t 0,4 n 500kV NXB Khoa hc v k thut 2002 Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe 14.Tiờu chun xõy dng Vit nam TCXDVN 285:2002 Cụng trỡnh thu li Cỏc quy nh ch yu v thit k Phần I Tổng quan 1 Giới thiệu trình nghiên cứu Nhiệm vụ công trình Điều kiện khí tợng thủy văn Điều kiện vật liệu xây dựng địa phơnng .2 Cơ sở trắc địa - Địa hình -Địa chất Đánh giá tác động môi trờng, thiệt hại vùng hồ-tái định c Tài liệu địa hình công trình Phần II thủy Mục đích nguyên lý khai thác I Mục đích tính toán II nguyên lý khai thác .5 Phơng thức khai thác thuỷ chọn tuyến đập I.phơng thức khai thác thuỷ II.Chọn tuyến xây dựng đập chọn mức bảo đảm tính toán I Khái niệm mức bảo đảm tinh toán: II ý nghĩa việc lựa chọn mức bảo đảm: .8 III Nguyên tắc chọn Ptt: IV Chọn mức bảo đảm Ptt cho TTĐ NàLe: .9 tính toán chọn năm thuỷ văn đặc trng 10 I Khái niệm chung 10 II Chọn năm thuỷ văn đặc trng cho TTĐ 10 xác định thông số trạm thủy điện 13 II tính độ sâu công tác, mực nớc chết, dung tích hữu ích 16 III tính công suất bảo đảm, công suất lắp máy, số lợi dụng công suất lắp máy, điện lợng bình quân nhiều năm 19 IV Xác định cột nớc đặc trng 27 Phần III lựa chọn thiết bị cho TTĐ .29 Chơng Chọn số tổ máy .29 Khái quát chung 29 Chọn số tổ máy thông số turbin máy phát 30 Tính toán với phơng án số tổ máy .31 Phân tích lựa chọn phơng án số tổ máy .38 Tính toán kích thớc máy phát điện 40 Chơng Chọn thiết bị dẫn thoát nớc 41 Thiết bị dẫn nớc(buồng xoắn) 41 Thiết bị thoát nớc (ống xả) 43 Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe Chơng Chọn thiết bị điều chỉnh Tuabin 44 Nhiệm vụ điều chỉnh Tuabin 44 Chọn động tiếp lực 45 Lựa chọn máy điều tốc 46 Chơng Chọn sơ đồ đấu điện .47 máy biến áp Thiết bị nâng hạ 47 Sơ đồ đấu điện 47 Chọn máy biến áp 49 Tính ngắn mạch chọn thiết bị điện .50 Chọn thiết bị nâng chuyển 55 Phần IV công trình thuỷ công .56 chơng1 vấn đề chung .56 Nhiệm vụ công trình thuỷ công 56 Xác định lại cấp công trình 56 Chọn kiểu đập bố trí công trình đầu mối 56 Các tiêu thiết kế 58 chơng2 thiết kế công trình đầu mối 58 ính toán điều tiết lũ 58 Thiết kế đập dâng nớc 60 Chọn biện pháp tiêu tính tiêu sau đập tràn 64 Chơng thiết kế tuyến lợng .66 Công trình lấy nớc 66 Đờng ống áp lực 70 Nớc va đờng ống áp lực 73 Phần V Nhà máy thuỷ điện 79 chơng nhà máy 79 Khái niệm chung 79 Kết cấu kích thớc phần dới nớc nhà máy .80 Kết cấu kích thớc phần nớc 83 chơng phòng phụ thiết bị phụ trợ .87 Phòng phụ 87 Hệ thống thiết bị phụ 88 Phần VI: kết luận 93 ... sơ trạmThủy Điện NàLe Điều kiện khí tợng thủy văn Mục đích việc thu thâp tài liệu thủy văn để tính toán điều tiết thủy thủy lợi, phù hợp với nhu cầu dùng nớc nh sản xuất đợc sản lợng điện kinh... sơ trạmThủy Điện NàLe Phần II thủy Mục đích nguyên lý khai thác I Mục đích tính toán Mục đích tính toán thủy từ tài liệu khí tợng thuỷ văn, tình hình địa hình địa mạo, địa chất, địa chất thủy. .. máy em chọn loại nhà máy thủy điện kiểu sau đập Đồ án tốt nghệp Thiết kế sơ trạmThủy Điện NàLe chọn mức bảo đảm tính toán I Khái niệm mức bảo đảm tinh toán: Trạm thuỷ điện phụ thuộc vào tình