PHẦN MỀM TRANSIENTS TÍNH TOÁN ÁP LỰC NƯỚC VA VÀ TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG MỨC NƯỚC TRONG THÁP ĐIỀU ÁP CỦA TRẠM THỦY ĐIỆN ( VERTION 6 0)

Trong quá trình thiết kế các trạm thuỷ điện, việc tính toán dòng không ổn định trên tuyến năng lượng và việc tính toán tối ưu điều khiển tổ máy thuỷ điện cũng như đánh giá mực độ ổn định

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

BỘ MÔN THUỶ ĐIỆN -

MỞ ĐẦU

Hiện nay ở nước ta, cùng với sự phát triển kinh tế, số lượng các trạm thuỷ điện tham gia cung cấp điện cho hệ thống điện ngày càng nhiều Trong quá trình thiết kế các trạm thuỷ điện, việc tính toán dòng không ổn định trên tuyến năng lượng và việc tính toán tối ưu điều khiển tổ máy thuỷ điện cũng như đánh giá mực độ ổn định khi

điều khiển tổ máy phát điện là rất cần thiết Việc tính toán trên phải thông qua rất nhiều bước như tối ưu hoá các thông số công trình với các phương án sơ đồ tuyến năng lượng khác nhau, tối ưu thời gian đóng mở, tối ưu quá trình đóng mở và tối ưu các thông số điều khiển với các tổ hợp cột nước làm việc khác nhau v.v Ta thấy khối lượng công việc là rất lớn, nếu tính toán bằng tay theo các phương pháp giải tích hoặc phương pháp đồ giải thì mất rất nhiều thời gian công sức và khó tránh khỏi các tồn tại sau:

• Tớnh toỏn ỏp lực nước va và tớnh toỏn dao động mực nước của thỏp điều ỏp được tớnh toỏn riờng rẽ tớnh hệ thống thấp, khụng xột được ảnh hưởng qua lại giữa cỏc hạng mục, kết quả kộm chớnh xỏc

• Hiện nay chủ yếu dựng cụng thức kinh nghiệm để tớnh toỏn, đưa vào nhiều giả thiết để giảm bỏ bớt cỏc nhõn tố ảnh hưởng dẫn đến kết quả tớnh toỏn kộm chớnh xỏc, khụng trực quan, dễ nhầm lẫn

• Cỏc phương phỏp cũ khụng tớnh toỏn được cỏc tổ hợp tớnh toỏn phức tạp hoặc

là việc tớnh toỏn mất quỏ nhiều thời gian Với cỏc trạm thuỷ điện cú hệ thống đường dẫn phức tạp thường được đơn giản hoỏ nờn khú trỏnh khỏi sai sút

• Do khối lượng tớnh toỏn lớn nờn cỏc nhà thiết kế dễ bỏ qua nhiều bước tớnh, bỏ qua nhiều tổ hợp tớnh cú thể dẫn đến mất an toàn cụng trỡnh khi đưa vao vận hành sau này hoặc là cỏc thụng số chưa được tối ưu làm giảm hiệu quả kinh tế của cỏc dự ỏn thuỷ điện, lóng phớ vốn đầu tư của chủ đầu tư v.v

Hiện nay trờn thế giới, đối với cỏc nước phỏt triển do cỏc dự ỏn thuỷ điện đó được khai thỏc tương đối triệt để (khi đú cụng nghệ thụng tin chưa đủ mạnh để giải bài toỏn dũng khụng ổn định một cỏch tổng quỏt) nờn cỏc phần mềm tớnh toỏn dũng khụng ổn định cú ỏp chủ yếu tập trung giải quyết cỏc bài toỏn về cấp thoỏt nước, cỏc đường ống dẫn dầu, đẫn khớ v.v( Như pipeX, surgeX, WaterCAD, ANSYS, FLUENT v.v ) Do đú mà họ ớt đầu tư vao xõy dựng cỏc phần mềm tớnh toỏn chế độ chuyển tiếp của trạm thuỷ điện, nờn hiện nay trờn thế giới co rất ớt phần mềm giải bài toỏn chế độ chuyển tiếp của trạm thuỷ điện, những phần mềm này được giao bỏn với giỏ rất cao

và cũng tương đối khú sử dụng, ngoài ra cú một số cụng ty lớn trờn thế giới đó xõy dựng phần mềm loại này nhưng chỉ để sử dụng nội bộ mà khụng chuyển giao ra bờn ngoài

Xuất phát từ tình hình thực tế nói trên chúng tôi đã nghiên cứu ứng dụng các lý thuyết về dòng không ổn định có áp, các phương trình điều khiển tổ máy thuỷ điện, phương pháp đường đặc trưng hệ phương trình truyền sóng nước va, mô hình hoá sơ

đồ, phần tử hoá sơ đồ tuyến năng lượng, lập chương trình trên máy tính giải quyết đồng thời các tồn tại nêu trên Chương trình lập bằng ngôn ngữ VISUAL BASIC 6.0 với giao diện đồ hoạ trực quan sinh động Giúp các nhà tư vấn tiết kiệm thời gian công sức, tối ưu hoá các thông số công trình cũng như tối ưu hoá các tham số điều khiển nâng cao hiệu quả kinh tế của dự án, nâng cao độ tin cậy, kéo dài tuổi thọ của các thiết bị và giảm thiểu rui ro Điều đó có ý nghĩa khoa học và hiệu quả kinh tế là rất rõ ràng

CÁC ỨNG DỤNG THỰC TẾ

Hiện nay phần mềm này (phần 1 - tính toán dòng chảy không ổn định trên tuyến năng lượng) đã được chuyển giao cho các công ty tư vấn xây dựng điện thuộc Tổng công ty điện lực Việt Nam như: Công ty tư vấn xây dựng điện 1, Công ty tư vấn xây dựng điện 2, Công ty tư vấn xây dựng điện 4 v.v

Các nhà thiết kế nêu trên đã áp dụng tính toán cho rất nhiều dự án thuỷ điện thực tế như: Thuỷ điện Sông Tranh 2, thuỷ điện Pleikrông, thuỷ điện An Khê Kanak, thuỷ điện Buôn Kướp, Thuỷ điện Sông Ba Hạ, thuỷ điện Za Hung v.v

Địa chỉ liên hệ: TS NguyÔn V¨n S¬n

Email: Van_son73@yahoo.com ĐTCQ : 04.5639113

ĐTNR : 04.5535030

DĐ : 09.12118064 ĐC:175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội

Những điểm mới ở Vertion 6.0:

1 Đối với trạm thuỷ điện có tháp điều áp, chương trình có thể tính toán cho các tổ hợp cộng tác dụng: Như sau khi tổ máy thuỷ điện tăng tai được một khoảng thời gian (Khi mực nước trong tháp điều áp vẫn chưa ổn định trở lại) thì gặp sự cố phải ngắt tải đột ngột Khi đó sẽ xẩy ra cộng tác dụng của hai việc điều khiển, tổ hợp này rất nguy hiểm

2 Trên sơ đồ tính toán, các đoạn đường dẫn được vẽ với kích thước phù hợp với tiết diện của nó giúp cho người sử dụng dẽ dàng phat hiện ra sai sót khi nhập số liệu ( Nhập sai tiết diện đường dẫn)

3 Chương trình đã thiết kế cho nhiều loại tháp điều áp

4 Chế độ của tháp van được thể hiện bằng hình ảnh động rất trực quan, tránh cho người sử dụng lựa chọn nhầm lẫn

5 Tự động tính toán trạng thái ban đầu trước khi tính toán chế độ chuyển tiếp

6 Các thuật toán được tối ưu hoá để đẩy nhanh tốc độ tính toán

7 Tự động điều chỉnh số lượng phần tử chia cho phù hợp

8 Trên bảng kết quả chi rõ vị trí các mặt cắt trên các đoạn đường dẫn

9 Vẽ cao trình tim đường dẫn và đường đo áp lớn nhất và nhỏ nhất trên cùng biểu

đồ, giúp người sử dụng dẽ dàng thấy được sự phân bố áp lực và các vị tri xuất hiện

áp suất chân không

10 Khi nhập số liệu các đường cong quan hệ, chỉ cần nhập đến các điểm gẫy mà không cần phải nhập các đoạn kéo dài

11 Chương trình tự động làm rõ mối liên kết giữa các đoạn đường dẫn và các hạng mục khác, như tháp van, van nước …

12 Chương trình tự động kiểm tra va phát hiện ra nhưng sai sót cơ bản và chỉ ra nhưng hạng mục chưa nhập đầy đủ số liệu

13 Chương trình đã được sửa đổi sang giao diện bằng tiếng việt

14 Đường đặc tính của tuốc bin được biểu diễn trong nhiều hệ toạ độ khác nhau, như trong hệ toạ độ không gian 3 chiều Đường đặc tính tổng hợp của tuốc bin được chương trình tự động mở rộng số liệu sang những vùng thiếu hụt số liệu

15 Các thao tác được trực quan và thuận tiện hơn, như cần xem hoặc nhập số liệu của hạng mục nào chỉ việc bấm chuột trực tiếp vào hạng mục đó trên sơ đồ tính toán

= +

ì +

0 g

0

1

c 2

x

v t

H

v v f t

v g

x H

H - là cột nước (mét), v - là lưu tốc trung bình của dòng chảy (m/s), x - chiều dòng chảy (mét)

t - thời gian (giây) C - vận tốc chuyền sóng nước va (m/s) g =9.81 m/s2 là gia tốc trọng trường

ư +

+

+

a dt dx

V V f gA

aS V

V A

A g

a dt

dV g

a dt

ư

ư

a dt dx

V V f gA

aS V

V A

A g

a dt

dV g

a dt

P C B Q

Trong đó:

7 6 3 1 4 3 1 5 3 3

1C C C C C C C C C C C

H

7 6 2 1 4 2 1 5 2 2

1C C C C C C C C C C C

L P

A A

A A C

8

) (

6

L P

L P

A A

t f S S C

+

Δ +

1 6

1 3

1 1 4

1 3

1 1

1 5

1 3

1 3

1C C C C C C C C C C C

H

1 7

1 6

1 2

1 1

1 4

1 2

1 1

1 5

1 2

1 2

1

1C C C C C C C C C C C

g

a C

2

1

1 =

P A

R P

A A

A A C

8

) (

1 6

R P

R P

A A

t f S S C

+

Δ +

R

R A

M P P

B B

C C Q

ì +

=

ư

ư

0 L

.

0

ho tt

t dh

dh thap t

Z h

Z F

g dt

dQv

F

Qr Qv

Qv : Là lưu lượng chảy đến trong đường hầm trước tháp điều áp

Qr : Là lưu lượng chảy vào trong đường dãn sau tháp điều áp

Fdh : Là tiết diện đường hầm dẫn nước trước tháp điều áp

Ldh : Là chiều dài đường hầm dẫn nước trước tháp điều áp

htt : Là tổn thất thuỷ lực, (htt = hd +hc )

hd : Là tổn thất dọc đường trong đường hầm trước tháp điều áp

hc : Là tổn thất cục bộ khi nước chảy vào tháp điều áp

f : Là hệ số cản của màng cản tháp điều áp

Zhồ : Là mực nước hồ chứa ở cửa vào đường hầm dẫn nước

4/ Các điều kiện biên

Ở phần này chủ yếu giới thiệu để người sử dụng nắm được cỏc cụng thức cỏc thành phần tổn thất cục bộ trong chương trỡnh để nhập số liệu cho chớnh xỏc Để đảm bảo khụng làm phức tạp hoỏ vấn đề nờn ở phần này khụng đi sõu vào giới thiệu phương phỏp giải cỏc hệ phương trỡnh biờn

P C B Q

Tổn thất cục bộ:

2 2

2

2

P P

P

P u P

gA

Q Q gA

Q H

Các hệ số C Mvà BR phụ thuộc và kết cấu đường hầm Giải hệ phương trình trên sẽ

được các kết quả lưu lượng và áp lực

2

P P

P

P d

P

gA

Q Q gA

Q H

2 2 2 2 2

2 2 2

2 1

1 1 1 2 1

2 1 1

2 2

2

Q Q gA

Q H

gA

Q Q gA

Q

P P

P P

R M

R M

Q B C H

Q B C H

Q B C H

2 2 2 2

1 1 1 1

1

1 1 0 1 2 1

2 1 1

0

2

P P P P

P P

gA

Q Q gA

Q H

Tæn thÊt côc bé trªn c¸c ®Çu èng nh¸nh(n)

+ +

=

+ +

2

2 0

2 2

2 2 2 0 2 2

2 2 2 0

2 1

1 1 1 0 2 1

2 1 1 0

2 2

2 2

2 2

n

n n n n

n n

gA

Q Q gA

Q H H

gA

Q Q gA

Q H H

gA

Q Q gA

Q H H

ξ ξ

L P

L P

Q B C H

Q B C H

Q B C H

2 2 2 2

1 1 1 1

=

− +

=

− +

2

2 0

2 2

2 2 2 0 2 2

2 2 2 0

2 1

1 1 1 0 2 1

2 1 1 0

2 2

2 2

2 2

n

n n n n

n n

gA

Q Q gA

Q H H

gA

Q Q gA

Q H H

gA

Q Q gA

Q H H

ξ ξ

2

P P P P

P P

gA

Q Q gA

Q H

Ph−¬ng tr×nh liªn tôc cña T§A

Z

= Δ

T

T P

TP

Q w

wQ Z H Q

Li

P Pi Pi

B

H C

Mj B

C H

Gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh trªn ta ®−îc

+ +

+ + +

= n

i

m

j Rj T

i Li Pi

P

B Q

w B

B

C Q

w

wQ Z

B

C H

1 0

0 0

1

1 1

Tổn thất thuỷ lực chảy vào thỏp van Z p =H p1ưαQ TP Q TP (2-50)

Trong đó Z P——Mực nước trong tháp van tại thời điểm tính toán

1

P

TP

Z

= Δ

T

T P

TP

Q w

wQ Z H Q

B

H C

B

C H

Q = 2ư

Trong đó H P2——Cột nước toàn phần tại điểm P2

2 m

P P m P P

gA

Q Q H

R m

P P m R

M T

T L

P

P

B Q w B

B gA

Q Q B

C Q w

wQ Z B

C H

1 1

1

2

0

2 20 20 0

0 0

1

+ +

+

+ + +

+ + +

=

α

ξ α

(2-61

Thay HP1 vào các phương trình trên sẽ tìm được các đại lượng còn lại

h/ Điều kiện biên tổ máy thuỷ điện

Tại cỏc biờn đường ống, đường dẫn nối tiếp turbine và mỏy phỏt điện cú cỏc đặc tớnh thủy lực,đặc tớnh năng lượng thể hiện trờn đường đặc tớnh tổng hợp (cỏc số liệu này được số húa) của turbine,phương trỡnh động lực tổ mỏy và cỏc cụng thức liờn quan khỏc

d

J

H D

Q Q

ω

2

1 ' 1

(A-3)

Q – Lưu lượng chảy qua turbine (m3/s)

Q1’ – Lưu lượng quy dẫn (m3/s)

D1 - Đường kớnh tiờu chuẩn của turbine (m)

H – Cột nước làm việc của turbine (m)

J – Mụ men quỏn tớnh của turbine và mỏy phỏt

Md – Mụ men động lực

Mc – Mụ men cản

ω - Vận tốc gúc của tổ mỏy (Rad/s)

Nhập số liệu đặc tính tuốc bin

Mỗi loại tuốc bin đều có 2 đặc tính cơ bản sau:

1 Đặc tính lưu lượng thể hiện dưới dạng lưu lượng quy dẫn Q1’(l/s) Q1’ được tính chuyển đổi từ tuốc bin thực bằng công thức :

• Q là lưu lượng của tuốc bin thực (m3/s)

H

2

D1

Q 1000

• D1 là đường kính tiêu chuẩn của tuốc bin thực (m)

• H là cột nước làm việc của tuốc bin thực (m)

2 Đặc tính năng lượng thể hiện dưới dạng hiệu suất η(%), công suất quy dẫn N1’(KW)

và mô men quy dẫn M1’ (KN.m) Chỉ cần nhập số liệu một trong các đại lượng trên (2

đại lượng còn lại có thể tính chuyển đổi sang), các đại lượng trên được tính chuyển đổi

từ tuốc bin thực bằng công thức :

H H

t

η

η =

• ηt là hiệu suất của tuốc bin thực (%)

• N là công suất của tuốc bin thực (MW)

• M là mô men động lực của tuốc bin thực(KN.m)

Số liệu các đặc tính trên của tuốc bin được nhập vào dưới dạng bảng số (dạng ma trận) trong hệ toạ độ n1’—Q1’

H

D1 n

• n là vận tôc quay của tuốc bin thực(v/ph)

Tính vận tốc quay của tổ máy thuỷ điện

Trong chể độ chuyển tiếp, vận tốc quay của tổ máy biến đổi theo thời gian do đó vận tốc quay của tổ máy được tính theo tiến trình thời gian Cơ sở tính toán là định luật bảo toàn năng lượng

GDD

E j

2 2

t N Eo

8 30

H Q g

1000

1 '.

Q

) ' 1 , ( ao n

fη

η =

) ' 1 , ( '

H

D1 n

db

dm mf

n

N

2

1000 ).

• Δt là thời đoạn tính toán (s)

• ao là độ mở cánh hướng nước tại thời điểm tính toán

• Mc là mô men cản của máy phát (KN.m)

• ωo(rad/s), (v/ph) là vận tốc quay của tổ máy tại thời điểm trước (đã biết)

o

n

• ηmf là hiệu suất lớn nhất của máy phát

• Ndm là công suất định mức của tổ máy (MW)

• ndb là vận tốc quay đồng bộ của tổ máy (v/ph)

• π là số pi lấy gần đúng (π =3,14)

Mô men cản của máy phát bao gồm lực cản do ma sát, lực cản do dòng phu cô trong sắt

từ, tổn hao trong dây dẫn điện, lực cản của phụ tải Trong chế độ sự cố, không có phụ tải nên tổn hao trong dây dẫn điện và lực cản của phụ tải không còn, chỉ còn lại các thành phần tổn thất năng lượng do dòng phu cô và lực ma sát Trong chương trình tạm lấy các thành phần tổn thất này băng 50% tổn thất của máy phát khi làm việc với công suất định mức

dm

mf ) N

0,5.(1

qua việc điều chỉnh số liệu giá trị hiệu suất lớn nhất của máy phát (ηmf )

Các hàm số η = fη( ao , n 1 ' ) , Q 1 ' = fq( ao , n 1 ' ) là các hàm nội suy tra trên

đường đặc tính tổng hợp của tuốc bin thực, trong trường hợp không có đường đặc tính tổng hợp của tuốc bin thực thì dùng ĐĐTTH của tuốc bin mẫu tính hiệu chính sau đó mới nhập số liệu hoặc nhập trực tiếp số liệu của tuốc bin mẫu để tính gần đúng

5/ Các mô hình điều khiển tổ máy

Như đã nêu ở trên, khi gặp sự cố phải cắt tải đột ngột, việc đóng tổ máy được thực hiện theo một quy trình đóng cánh hướng nước xác định, ngược lại khi điều chỉnh tăng tải, giảm tải, phụ tải thay đổi vv độ mở cánh hướng nước phụ thuộc vào sự biến động của tần số dòng điện và đặc điểm của máy điều tốc, độ mở cánh hướng nước do máy điều tốc quyết

định, do đó chung ta phải dựa vào phương trình điều khiển để tính toán Từ đó quay trở lại

đưa ra các thông số điều khiển tối ưu, đảm bảo chất lượng điều khiển tự động, nâng cao độ

an toàn, độ tin cậy, bảo đảm chất lượng điện giảm thiểu sự cố điều đó đem lại hiệu quả kinh

tế rõ ràng

1 Mễ HèNH TOÁN MÁY ĐIỀU TỐC

Cỏc mụ hỡnh điều tốc phổ biến hiện nay là điều khiển PID (Proportion Integral Differential )

Hình 1: Mô máy điều tốc PID

Từ mô hình máy điều tốc PID có thể chuyển đổi dưới dạng hệ phương trình:

=

Δ

Δ

ư Δ

=

Ty

x y y

Xc x x x x

t

x Td t

y Td bt x

y bp x

t x x Tn x x

o

o

4

3 2 1 4

3 3

tổ máy tại thời điểm trước đó

2 Mễ HèNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TỔ MÁY CUNG CẤP ĐIỆN ĐỘC LẬP

Từ phương trỡnh mỏy điều tốc y= f y ( Xc x, ), phương trỡnh mụ men động lực của tổ

ta cú mụ hỡnh điều khiển tự động của tổ mỏy thuỷ điện làm việc độc lập như sau:

) ,

( x y

f

m= m

=

×+

=

=

=

)(

).1(

),(

),(

,

g t o

o g g

g

m t y

m m Tb Ta

t x

x

m x e m

x y f m

Xc x f y

P Ta

pháp thích hợp dần hoặc phương pháp lặp để giải hệ phương trình này

) , (

x y f x

Xc x f y

x y

Ta thấy hệ phương trình trên thể hiện một hệ thống điều khiển tự động chịu tác động

từ bên ngoài (Xc) và tác động biến động của phụ tải (mg,o) Hệ thống này được coi là ổn định khi nó chịu tác động từ bên ngoài làm cho tần số dòng điện bị lệch khỏi tần số chuẩn (x

<>0) sau đó hệ thống tự động điều chỉnh quay về tần số chuẩn (x=0) Kết quả nghiên cứu cho thấy độ lệch về tần số thay đổi có tính chất chu kỳ, khi hệ thống là ổn định các điểm cực trị sau có giá trị nhỏ hơn các điểm cực trị trước Tuy thuộc vào kết cấu hệ thống, và các tham số điều khiển mà mỗi hệ thống có một mức độ ổn định khác nhau Hệ thống được đánh giá là có mức độ ổn đinh cao khi độ lệch (x) suy giảm nhanh (tỷ số suy giảm xi/xi-1 và chu kỳ T càng nhỏ hệ thống càng ổn định)

Mặc dù hệ thống là ổn định, nhưng nếu bị tác động mạnh từ bên ngoài vượt quá trị số cho phép nào đó thì tổ máy được hệ thống bảo vệ chuyển sang chế độ sự cố cắt tải đột ngột như đã giới thiệu ở phần trên (Phần II)

VD: Đây là kết quả tính toán cho

trạm thuỷ điện Lưu Gia Hiệp – Trung

Quốc Trạm đang đầy tải N=2x153 MW,

sau đó cắt đột ngột 10% phụ tải Tuốc bin

HL180-LJ-46, D1=4,8m;

GDD=24500T.m2; C¸c th«ng sè bt=0,4;

Td=6(s); Tn=0,4

Các thông số cơ bản của tổ máy như sau: Tuốc bin: HL 180 —LJ—46; mô men đà GDD=24500 Tấn.m2; đường kính chuẩn D1=4.8m; công suất định mức N=153.1MW; vận tốc quay đồng bộ n=136.4v/ph Các thông số của máy điều tốc: bt=0,4; Td=6(s); Tn=0,4

3 Mễ HèNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÁC TỔ MÁY LÀM VIỆC SONG SONG

Tương tự như trờn, mụ hỡnh cỏc tổ mỏy thuỷ điện làm việc song song được xõy dựng

từ cỏc phương trỡnh mỏy điều tốc, cỏc phương trỡnh mụ men động lực của tổ mỏy, phương trỡnh cõn bằng mụ men của toàn hệ thống và cỏc đặc trưng quỏn tớnh của toàn hệ thống

Cỏc tổ mỏy thuỷ điện làm việc song song

Chuyển đổi sang hệ phương trình:

Δ +

=

ì

ì +

) 1

(

) , (

) , (

) , (

) , (

* ,

*

*

,

,

,

,

* ,

, , ,

2 2 , 2

1 1 1

g n

i i b

a o

o g g

g

n i

i n

j j r

i r i

n i i i m i

n n n

y y

m m T

T

t x

x

m x e m

m P

P m

x y f m

Xc x f y

Xc x f y

Xc x f y

4 4

4 4

1

4

4 3 4

4 2

Trong đú: Cỏc đại lượng tương tự như ở phần trờn, cỏc đại lượng này được tớnh toỏn quy đổi sang giỏ trị tương đối tớnh trờn toàn hệ thụng điện gồm nhiều tổ mỏy làm việc song song

Đõy là một hệ thống điều khiển tự động gồm rất nhiều phần tử chịu cỏc tỏc động điều khiển từ bờn ngoài (Xci) và tỏc động biến động của phụ tải toàn hệ thống (mg,o) Tương tự nhe ở phần trờn hệ thống này được coi là ổn định khi nú chịu tỏc động nhỏ từ bờn ngoài làm cho tần số dũng điện bị lệch khỏi tần số chuẩn (x <>0) sau đú hệ thống tự động điều chỉnh quay về tần số chuẩn (x=0)

Cỏc tương tỏc bờn trong nội bộ hệ thống đối với một tổ mỏy nào đú lại là tỏc động từ bờn ngoài (vỡ mỗi một tổ mỏy lại là một hệ thống tự động khống chế) Do đú tương tự như

đó nờu ở phần trờn, nếu cỏc tương tỏc hoặc cỏc tỏc động bờn ngoài tỏc động mạnh vào một phần tử nào đú vượt quỏ trị số cho phộp nào đú thỡ phần tử đú được hệ thống bảo vệ tỏch chỳng ra khỏi hệ thống Việc một phần tử nào đú bị tỏch ra khỏi hệ thống đối với hệ thống lại là một tỏc động, nếu tỏc động này quỏ mạnh lại cú thể làm phần tử khỏc bị tỏch ra khỏi

hệ thống, tương tự như vậy điều này cú thể dẫn đến tan gió lưới điện Như vậy ta thấy độ tin cậy và độ ổn định của toàn hệ thống điện phụ thuộc và độ ổn định khi làm việc của từng trạm phỏt điện trong hệ thống Nếu cỏc trạm phỏt trong hệ thống cú độ ổn định thấp sẽ làm giảm chất lượng cung cấp điờn, khụng chịu được những tỏc động biến động tương đối lớn của phụ tải làm tăng khả năng tan gió lưới điện

II/ Ph¹m vi øng dông:

1 Các loại sơ đồ có thể áp dụng:

• Sơ đồ tuyến năng lượng một tuyến

• Sơ đồ rẽ nhánh nhiều tổ máy

• Sơ đồ tuyến năng lượng có tháp điều áp thượng lưu hoặc tháp điều áp hạ lưu

• Sơ đồ tuyến năng lượng có cả tháp điều áp thượng lưu và tháp điều áp hạ lưu

• Sơ đồ tuyến năng lượng có nhiều hồ cùng cung cấp nước cho một trạm thủy điện

2 Các loại đường dẫn áp lực có thể áp dụng:

• Đường ống thép lộ thiên có hoặc không có khớp co dãn nhiệt

• Đường hầm không áo

• Đường hầm có một hoặc nhiều lớp áo ( ví dụ như đường hầm bọc thép và bọc

bê tông phía ngoài)

• Các loại khác, người tính toán tự tính tiết diện, chu vi ướt, vận tốc sóng nước va của đường dẫn, sau đó nhập số liệu vào

3 Các loại tháp điều áp có thể áp dụng:

• Tháp điều áp kiểu viên trụ có hoặc không có màng cản

• Tháp điều áp kiểu hai ngăn có hoặc không có màng cản

• Tháp điều áp kiểu tiết diện thay đổi theo địa hình

4 Các loại turbine có thể áp dụng:

• Các loại turbine tâm trục

• Các loại turbine chéo trục cánh cố định

• Các loại turbine cánh quạt

• Các loại turbine cánh quay làm việc trong trường hợp không mất đồng bộ (ϕ=f(ao))

5 Các trạng thái vận hành của van đĩa, van cầu, tháp van:

• Van đĩa, van cầu, tháp van ở trạng thái mở

• Van đĩa, van cầu, tháp van ở trạng thái đóng

• Đang vận hành đóng hoặc mở van đĩa, van cầu, tháp van

6 Các chế độ chuyển tiếp:

• Chế độ mở máy

• Chế độ tăng tải hoặc giảm tải

• Chế độ cắt tải đột ngột tổ máy bị tách khỏi lưới điện

• Các tổ hợp chế độ phức tạp khác (Như tổ hợp cộng tác dụng)

III/ C¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n:

1 Đường phân bố lực lớn nhất và áp lực nhỏ nhất dọc theo các tuyến đường dẫn

2 Đồ thị diến biến áp lực và lưu lượng tại các mặt cắt theo thời gian

3 Đồ thị diến biến mực nước trong tháp điều áp theo thời gian

4 Giá trị mực nước trong tháp điều áp lớn nhất và nhỏ nhất

5 Đồ thị diễn biến cột nước công tác, lưu lượng của tổ máy thuỷ điện theo thời gian

6 Đồ thị diễn biến vận tốc quay của tổ máy thuỷ điện theo thời gian

7 Đồ thị diễn biến mực nước trong tháp van theo thời gian

8 Đồ thị diễn biến tổn thất nước và lưu lượng chảy qua cửa van của tháp van theo thời gian

9 Đồ thị diễn biến tổn thất nước và lưu lượng chảy qua van van nước theo thời gian

PHẦN 2 - TÓM TẮT HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

1 - Tên chương trình :

TÍNH TOÁN ÁP LỰC NƯỚC VA VÀ TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG MỰC NƯỚC

TRONG THÁP ĐIỀU ÁP CỦA TRẠM THỦY ĐIỆN

(TRANSIENTS VER 6.0)

Nhưng kết quả tính toán của chương trình làm căn cứ cho nhà thiết kế lựa chọn giải pháp công trình, lựa chọn thời gian đóng mở hợp lý , bố trí cao trình tim, kích thước và kết cấu đoạn các đường dẫn nước có áp, thiết kế kích thước và kết cấu tháp điều áp…

2 - Khởi động - kết thúc chương trình và các ứng dụng xử lý file số liệu

Chạy file Transients.exe như các ứng dụng thông thường chạy trên môi trường windows khác

Kết thúc chương trình bằng “menu-file-exit” hoặc sử dụng controll box như các ứng dụng khác

Việc tạo file (New), ghi file (Save và Save as), và mở file (Open…) được thực hiện bằng thanh công cụ và menu như các ứng dụng khác

3 - Demo

Chúng tôi đã chuẩn bị sẵn file số liệu demo, bạn có thể mở file demo (để mở file demo bạn dùng menu-File-Demo, số liệu demo sẽ được mở ra), chạy chương trình tính toán thử sau đó xem và cất kết quả…

3 - Một số thuật ngữ

1 Sơ đồ tính toán: Là sơ đồ tuyến của hệ thống đường dẫn và vị trí bố các hạng mục ( Cửa lấy nước, tháp van, tháp điều áp, tổ máy thuỷ điện ) trên sơ đồ tuyến

2 Đường dẫn có áp: Đường ống áp lực, đường hầm dẫn nước có áp các loại được gọi chung là “Đường dẫn có áp”

3 Điểm nút: Là vị trí có các hạng mục công trình (như Cửa lấy nước, tháp van, tháp điều áp, tổ máy thuỷ điện ) hoặc vị trí gặp nhau của các đoạn đường dẫn

4 Đoạn đường dẫn: Được hiểu là đoạn đường dẫn được giới hạn bởi hai điểm nút

ở hai đầu (bên trong đoạn khong có điểm nút)

5 Đoạn con: Trong một đoạn đường dẫn có thể có nhiều đoạn ngắn có kết cấu khác nhau, mỗi đoạn đó được gọi là “đoạn con” Chương trình có khả năng tính cho đoạn đường dẫn có từ 1 đến 10 đoạn con

6 Van nước: Bao gồm các loại van cầu van đĩa…

7 Áp lực nước trong đường dẫn: Bao gồm áp lực nước (thế năng) và cột nước toàn phần (cả thé năng và động năng), đều được thể hiện dưới dạng cao trình