ĐỒ án TRẠM THỦY điện

Trờng hợp cha có thuỷ điện Bản Chát ở thợng lu Lu lợng lũ thiết kế tại tuyến thuỷ điện K2 đợc tính chuyển từ lu lợng lợng lũ thiết kế tại trạm thuỷ văn Bản Củng theo công thức: 1 max

Phần một Tổng quan công trình

I Giới thiệu chung công trình thủy điện K2 trên sông Nậm Mu.

Sông Nậm Mu là nhánh cấp I phía tả ngạn của sông Đà bắt nguồn ở vùng núi cao hơn 3000 m của dãy núi Hoàng Liên Sơn Dòng chính sông Nậm Mu chảy theo hớng Tây Bắc - Đông Nam sau đó nhập vào sông Đà tại vị trí có toạ độ 21031’ vĩ Bắc và 103050’ kinh độ Đông cách tuyến đập TĐ Sơn

La khoảng 6 Km về phía thợng lu Sông Nậm Mu có diện tích lu vực tính đến cửa ra tại sông Đà là 3320km2, theo kết quả tính toán thuỷ văn tổng lợng dòng chảy sông Nậm Mu khoảng 6.109m3, chiếm khoảng 11% tổng lợng dòng chảy sông Đà

Đặc trng của sông Nậm Mu là độ dốc trung bình lòng sông tơng đối lớn 3,8O/oo Tại tuyến K2 nơi gần nhập lu với sông Đà có thác Huội Quảng với độ chênh cao địa hình khoảng 80m Vì vậy tiềm năng thủy điện trên sông Nậm

Mu rất lớn Theo tính toán qui hoạch trên sông Nậm Mu có thể khai thác từ 700MW đến 1000MW

II Điều kiện địa hình - địa chất

II.1 Đặc điểm địa chất

II.1.1 Địa tầng

Các trầm tích Mezozoi phân bố chủ yếu trong vùng nghiên cứu, các trầm tích đệ tứ chỉ chiếm một phần nhỏ

Giới MEZOZOI

Hệ Triat - Thống d ới - Điệp Tân Lạc (T 1 tl )

- Tập 1 : cuội-sạn kết xám tím, cát kết đa khoáng xám xanh, cát kết xi măng sét xám xanh ở phần trên cung chiều dày > 100m

- Tập 2 : cát kết bột kết xen kẹp các lớp cát-sạn kết màu xám tím, đá phân lớp vừa Chiều dày trên 50m

- Tập 3 : sét vôi xám xanh xen ít bột-sét vôi phân lớp dày Chiều dày >150m

Hệ Triat - Thống giữa - Điệp Đồng Giao (T2đg)

- Tập 1 : Nằm dới cùng, chuyển tiếp lên trên các đá sét vôi Tân Lạc Thành phần thạch học chủ yếu là đá vôi sét màu xám sáng phân lớp mỏng

- Tập 2 : Đá vôi phân lớp dày màu xám xanh, lên cao là đá vôi dạng khối hạt mịn

Hệ Triat - Thống giữa - Bậc Ladini

Hệ tầng M ờng Trai (T 2l mt )

Phân hệ tầng d ới (T 2l 1)mt

- Tập 1 : Đá phiến sét màu xám đen, phân lớp mỏng, xen kẹp ít lớp mỏng bột kết, cát kết màu đen Thế nằm của đá đổ theo 2 hớng (50 ∠ 70 và 220 ∠ 45-50) tạo thành các vi uốn nếp Chiều dày khoảng 80m

- Tập 2 : Cát kết màu xám, xám đen phân lớp dày xen kẹp các lớp bột kết,

ít sét kết màu đen Chiều dày xen kẹp các lớp bột kết, ít sét kết màu đen, có thế nằm 220 ∠ 70 Chiều dày tập 100-120m

- Tập 3 : Đá phiến sét màu đen bị milonit hóa mạnh, xen kẹp ít lớp mỏng bột kết, cát kết màu xám đen, có thế nằm 220 ∠ 75 Chiều dày tập 300-350m.

- Tập 4 : Đá phiến sét màu đen, xen kẹp bột kết, cát kết màu xám đen Phiến sét phân lớp mỏng vài cm, bột kết cát kết phân lớp dày 5-20cm, thế nằm biến đổi 30-40 ∠ 50-75 và 210-220 ∠ 50-80 Chiều dày tập 300-350m

- Tập 5 : Đá phiến sét màu đen, xen các lớp cát kết, bột kết màu đen, thế nằm 70-80 ∠ 40-50 và 250-260 ∠ 50-60 Chiều dày tập 300m

- Tập 6 : Đá phiến sét màu đen, chuyển dần lên cao là đá phiến sét vôi, thế nằm tơng tự các đá tập 5, trên nó là đá vôi của phân hệ tầng giữa Chiều dày tập 300-350m

Trong các thành tạo của phân hệ tầng phổ biến các kết hạch silic, silic-pirit hoặc kết hạch sét đi cùng với các lớp phiến sét, sét bột kết màu xám đen, đen Phân hệ tầng giữa (T 2l mt 2)

- Các khối vôi khu vực Bản Mở - Bản Đốc : Là dải vôi hẹp, nằm dọc theo

đứt gãy IV-2 phơng Tây Bắc - Đông Nam từ phía thợng lu hồ chứa đến sát tuyến đập Huổi Quảng I bên bờ phải cắt sang lu vực suối Nậm Mạ, hạ lu hồ chứa ở cao trình > 700m

- Các khối đá vôi khu vực bản Na Cờng - Bản Nà Lếch ở hạ lu hồ chứa là

ba dải vôi, nhân của các nếp lõm nhỏ, chiều rộng < 1km, kéo dài từ 4-10km theo phơng Tây Bắc - Đông Nam

Thành phần thạch học chủ yếu là đá vôi bẩn, đá vôi hạt mịn bị canxit hóa không đều theo khe nứt, đới dập vỡ có dạng dăm, phân lớp dày đến dạng khối nằm ở phần cao ở phần dới nằm xen kẹp với đá vôi bẩn, đá vôi dạng dăm là các lớp kẹp, thấu kính dolomit, sét kết, bột kết

Phân hệ tầng trên (T2lmt3)

Đá có thế nằm đơn nghiêng đổ về phía Tây Bắc chuyển dần sang Tây Nam Thành phần thạch học gồm các đá cát-bột kết, cát kết, xen kẽ các tập sét kết màu đen chứa các kết hạnh silic-pyrit Chiều dày trên 900m

Hệ Triat - Thống trên - Bậc Nori - Ret

Điệp Suối Bàng (T3nr sb )

- Tập 1 : Dày 35-40m Gồm sạn kết màu hồng, cát kết hạt thô màu xám

đen phân lớp dày 30-40cm/lớp, phần cao gồm bột kết, cát kết, sét kết màu hồng

- Tập 2 : Dày 10-15m Gồm sét kết, bột kết, cát kết xám đen phân lớp mỏng 10-20cm/lớp

- Tập 3 : Tập chứa than, dày 5-6m, bao gồm cát kết, sét kết giàu vật chất hữu cơ có các thấu kính than mỏng dày 1-2cm

- Tập 4 : Dày 8-10m gồm cát kết xám đen phân lớp mỏng, vừa.

- Tập 5 : Dày 15m gồm cát bột kết xám đen

Hệ Jura - Thống giữa - Hệ tầng Suối Bé (J2sb )

- Khối Đông Bắc Bản Mở phân bố thành dải rộng 1km kéo dài 6km đến gần khu vực vai đập bờ trái phơng án Huổi Quảng I - ở phía Bắc Bản Nà Cờng khu vực nhà máy thủy điện Huổi Quảng phân bố thành dải rộng 0,5-1,5km theo phơng Đông Tây, diện tích 4km2

- Khối nhỏ hơn phân bố tại khu vực nhà máy- tháp điều áp và một phần cuối tuyến năng lợng

Thành phần chủ yếu của hệ tầng là các đá bazan, bazan olivin, diaba, gabrodiaba, chúng có quan hệ bất chỉnh hợp với các thành tạo đất đá khác tuổi ở xung quanh

Hệ Jura - Thống Th ợng - Hệ Creta Thống Hạ

Hệ tầng Văn Chấn (J3-K1vc )

- Tại khu vực tuyến đập Huổi Quảng : Phân bố chủ yếu bên bờ phải và một phần bờ trái sông Nậm Mu, kéo dài từ tuyến đập Huổi Quảng III đến khu vực nhà máy 1 với diện tích 25km2.Toàn bộ nền tuyến đập IV, các phơng án năng lợng, một phần vai trái tuyến đập II, III, nằm trong hệ tầng này

- Khu vực suối Nậm Kim : Phân bố ở rìa phía Đông trung tâm vùng hồ, chiếm diện tích 12km2

Thành phần thạch học chủ yếu là octofia và octofia thạch anh Ngoài ra có một lợng nhỏ trachitpocfia, riolit-trachitpocfia và thủy tinh núi lửa sáng màu.Giới kainozoi

Hệ đệ tứ (Q)

Phân bố dọc theo thung lũng sông Nậm Mu, và các suối nhánh với chiều dài vài trăm mét đến 5-6km, chiều rộng vài chục mét đến vài trăm mét hình tạo thành các bãi bồi thấp, bãi bồi cao (QIV), các thềm bậc I (QIII) Thành phần gồm lớp cuội sỏi có độ chọn lọc kém nằm dới, các lớp sạn, cuội, cát, á cát, á sét nằm trên Chiều dài tích tụ một vài mét Thành phần và bề dày thờng biến

đổi theo mùa

Đá macma xâm nhập

Phức hệ Phu Sa Phìn (γξ K pp)

Phân bố ở khu vực Bản Đốc, Đông Bắc Bản Mở kéo dài xuống khu vực tuyến đập II gồm các đá sienit pocfia, sienit thạch anh, một ít granosienit dạng pocfia và chúng liên quan chặt chẽ với các đá phun trào hệ tầng Văn Chấn Nền vai phải tuyến đập II,III nằm trong hệ tầng này

II.1.2 Đặc điểm cấu trúc, kiến tạo

Vùng nghiên cứu đợc xếp vào một phần của "Võng sông Đà" và "Máng chồng Tú Lệ" thuộc cấu trúc "Miền uốn nếp Bắc Bộ"

Các hệ thống phá hủy kiến tạo

Phát triển mạnh mẽ theo 3 hệ thống chính : Tây Bắc - Đông Nam , Đông Bắc - Tây Nam và hệ á kinh tuyến, có quy mô từ bậc II đến IV Hoạt động của chúng hình thành các đới dập vỡ, milonit hóa, làm biến vị đất đá, ảnh h-

ởng xấu đến điều kiện ĐCCT của nền Đáng chú ý nhất trong vùng là các đứt gãy sau :

- Đứt gãy Phong Thổ - Nậm Pìa (II-1) : Đứt gẫy Phong Thổ- Nậm Pìa là đứt gẫy bậc II, kéo dài từ Phong Thổ tới Phù yên Đứt gẫy này phân thành nhiều chấn đoạn với mức độ hoạt động rất khác nhau Đứt gẫy chạy qua vùng nghiên cứu (vùng hồ và vùng tuyến) thuộc chấn đoạn Mờng La-Bắc Yên, khoảng cách gần nhất cách tuyến đập Huội Quảng 6.5 km về phía Đông Với

độ dài 10km theo phơng á kinh tuyến trong phạm vi nghiên cứu, đứt gẫy một phần khống chế ranh giới phía Tây của bồn trũng núi lửa Tú Lệ tạo thành các

đới dập vỡ, vi uốn nếp rộng hàng chục mét

Những kết quả nghiên cứu hiện có cho thấy cơ chế hoạt động của đứt gẫy là trợt bằng phải , mặt trợt của đứt gẫy cắm về Bắc Đông bắc 60-70o. Đây là đứt gẫy sâu phân chia trũng núi lửa Tú Lệ và rift sông Đà, nằm cách tuyến đập Huổi Quảng không xa, vì vậy có thể xem đây là đới có độ nguy hiểm động

đất lớn nhất trong khu vực đối với công trình

- Đứt gãy Nậm Mu (III-1) : Là đứt gẫy nhánh của đứt gẫy II-1 Phong Thổ- Nậm Pìa, phát triển theo phơng Tây Bắc - Đông Nam, gần song song với thung lũng Nậm Mu ở bờ phải, kéo dài trên 80km từ Nà Thâu qua bản Phiềng, tiếp tục cắt sang thung lũng sông Đà, sát khu vực tuyến đập Pa Vinh, Tạ Bú thủy điện Sơn La Mặt trợt cắm về phía Tây Nam góc dốc 70-80o, chiều rộng đới phá hủy, milonit từ 5-10m đến hàng chục mét

- Các đứt gãy bậc IV : Bao gồm 3 hệ thống chính Tây Bắc - Đông Nam,

Đông Bắc - Tây Nam và hệ kinh tuyến

+ Hệ thống Tây Bắc - Đông Nam : Đây là hệ đứt gẫy phát triển mạnh nhất trong vùng, đợc phát hiện và mô tả trong các công tác đo vẽ bản đồ địa chất

và công tác địa vật lý, khoan đào Gồm các đứt gãy có số hiệu 1 đến

IV-51, đờng phơng chủ yếu theo hớng Tây Bắc - Đông Nam và chuyển dần sang

á kinh tuyến ở phía Tây Bắc Chiều dài các đứt gãy thờng vài km đến hàng chục km, dọc theo đứt gãy phát triển các đới dập vỡ từ 1-3m, đới ảnh hởng

đến hàng chục mét Một số các đứt gâỹ nh IV-2,3,4,43,44 hình thành đới milonit rộng 3-10m Các đứt gãy thờng có hớng cắm về phía Đông Bắc hoặc Tây Nam với góc dốc lớn (70-80o)

+ Hệ thống Đông Bắc - Tây Nam : Phát triển với mật độ ít hơn, gồm các đứt gãy nhỏ số hiệu từ IV-29,30,39,45,46 Chiều dài đứt gẫy không quá 10-20km, các đới dập vỡ biến dạng dòn chiếm u thế, với chiều rộng nhỏ hơn 10m kèm theo các hệ thống vi mạch thạch anh tỏa tia thờng có phơng phát triển 30-40o.+ Hệ đứt gẫy kinh tuyến : Phát triển muộn nhất trong khu vực và có qui mô nhỏ, mật độ ít nhất so với các hệ khác

Động đất

Khoáng sản

Theo tài liệu bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200000 tờ Điện Biên Phủ và Lào Cai - Kim Bình, vùng hồ thủy điện Huội Quảng nằm trong đới quặng Than Uyên - Mờng Trai có mặt hầu hết các vành xâm tán thứ sinh của vàng, kim loại kiếm, một vài biểu hiện của quặng sắt Các điểm quặng gốc và các mỏ quặng có ý

nghĩa công nghiệp cha đợc phát hiện, ít có khả năng có các mỏ khoáng sản có triển vọng Tuy nhiên, trong các giai đoạn tới cần tiếp tục nghiên cứu đánh giá để có kết luận chính thức về triển vọng khoáng sản lòng hồ công trình.II.1.3 Đặc điểm địa chất thủy văn

* Tầng chứa nớc trong các thành tạo aluvi-proluvi (aQ-paQ)

* Phức hệ chứa nớc trong các thành tạo đá trầm tích lục nguyên, phiến sét, vụn thô của điệp Tân Lạc, hệ tầng Mờng Trai, hệ tầng Nậm Mu, điệp Suối Bàng

* Phức hệ chứa nớc trong các thành tạo đá phun trào, xâm nhập của hệ tầng Suối Bé, hệ tầng Văn Chấn, phức hệ Phusaphìn

* Phức hệ chứa nớc trong đá cacbonat điệp Đồng Giao, phụ hệ tầng Mờng Trai giữa

II.1.4 Các lớp đất đá

+ Các lớp đất phủ

Các lớp đất phủ phân bố trong phạm vi vùng tuyến dự án là sản phẩm tại chỗ của vỏ phong hoá đá gốc tích tụ trên các sờn dốc hoặc do vận chuyển của dòng chảy tích tụ dới dạng bãi bồi ven sông , cửa suối Dựa vào điều kiện và nguồn gốc thành tạo, thành phần và đặc trng cơ lý của chúng, các lớp đất trong phạm vi các phơng án tuyến Huổi Quảng đợc chia thành các lớp nh sau :

- Lớp 1: Là các tích tụ bở rời cát cuội sỏi, tảng lẫn á cát, á sét nguồn gốc aluvi (aQIV - lớp 1a), proluvi ( pdQ- lớp 1b) Trong phạm vi nền các tuyến đập

ở lòng sông lớp 1a có chiều dày thay đối từ 1-7m Lớp 1b chỉ gặp trong phạm

vi tuyến đập 4, chiều dày lớp 1b dao động từ 10-30m

- Lớp 2 : Là các tích tụ mềm rời có nguồn gốc sờn tàn tích (edQ), sản phẩm phong hóa đá gốc của các đá macma phun trào hệ tầng Văn Chấn, hệ tầng Suối Bé, đá macma xâm nhập phức hệ Phu Sa Phìn và đá trầm tích phụ hệ tầng Mờng Trai dới Lớp 2 đợc chia thành 2 phụ lớp:

+ Phụ lớp 2a phát triển trên các đá Macma, gồm á sét dăm san., đất dăm sạn tảng chứa sét với hàm lợng dăm tảng có khi lên đến 25-40%

+ Phụ lớp 2b phát triển trên các đá trầm tích gồm á sét, sét lẫn 5-20% dăm sạn mảnh vụn đá trầm tích mềm yếu

- Lớp 3- Đới phong hoá mãnh liệt IA1: Các đá bột kết, cát kết, phiến sét của phân hệ tầng Mờng Trai dới (T2lmt1), sét kết, bột kết, cát kết chứa than điệp Suối Bàng (T3n-rsb), các thành tạo cacbonat của phân hệ tầng Mờng Trai giữa

(T2lmt2), phun trào bazơ, axit-kiềm (bazan, octofia) của hệ tầng Suối Bé (J3sb),

hệ tầng Văn Chấn (J3-K1vc), xâm nhập axit kiềm sienit bị phong hoá rất mạnh

chuyển thành đất sét chứa dăm sạn tảng đá gốc mềm yếu Khối đất còn giữ

đợc cấu trúc đá mẹ, hàm lợng sét giảm theo độ sâu + Các lớp đá (đới đá)

Theo yếu tố thành phần vật chất, kiến trúc cấu tạo và thế nằm của đá, cấp độ phong hoá, nứt nẻ làm biến đổi tính chất cơ lý đá theo chiều sâu, các khối đá nền trong khu vực dự án đợc chia thành các đới (lớp) ĐCCT sau:

- Lớp 4-Đới đá phong hoá mạnh IA2: Đới đá (Các loại đá nh đã nêu tên trong lớp 3) bị phong hoá biến đổi mạnh chuyển thành trạng thái dăm cục tảng mềm yếu chứa sét, cát sạn Đáy lớp chuyển dần thành tảng cục có lõi t-

ơng đối cứng chắc Trong đới phá huỷ kiến tạo đá biến đổi thành á sét dăm sạn Lớp 4 đợc chia thành 2 phụ lớp:

+ Phụ lớp 4a phát triển trên các đá Macma hệ của hệ tầng Suối Bé (J3sb), hệ

tầng Văn Chấn (J3-K1vc), xâm nhập axit kiềm sienit phức hệ Phu Sa Phìn

(γξKpp).

+ Phụ lớp 4b phát triển trên các đá trầm tích cát bột kết và phiến sét hệ tầng Mờng Trai (T2lmt1)

- Lớp 5- Đới phong hóa (IB) : Đá gốc (Các loại đá nh đã nêu tên trong lớp 3)

bị phong hoá biến đổi thành phần khoáng vật tạo đá dọc theo bề mặt, bị ôxit sắt hoá theo các bề mặt khe nứt, phần nhân lõi đá ít bị biến đổi Tại các tuyến

đập đới đá IB lộ ra ở hai bên bờ sông và cục bộ những phần sờn vách dốc trên cao trình > 300m

+ Phụ lớp 5a phát triển trên các đá Macma hệ của hệ tầng Suối Bé (J3sb), hệ

tầng Văn Chấn (J3-K1vc), xâm nhập axit kiềm sienit phức hệ Phu Sa Phìn

cỏ học của đá giảm nhẹ so với đới đá tơi cùng nguồn gốc

+ Phụ lớp 6a phát triển trên các đá Macma hệ của hệ tầng Suối Bé (J3sb), hệ

tầng Văn Chấn (J3-K1vc), xâm nhập axit kiềm sienit phức hệ Phu Sa Phìn

+ Phụ lớp 7a phát triển trên các đá Macma hệ của hệ tầng Suối Bé (J3sb), hệ

tầng Văn Chấn (J3-K1vc), xâm nhập axit kiềm sienit phức hệ Phu Sa Phìn

(γξKpp) Đá cứng chắc đến rất cứng chắc

+ Phụ lớp 7b phát triển trên các đá trầm tích cát bột kết và phiến sét hệ tầng Mờng Trai (T2lmt1), Suối Bàng (T3n-r sb) Đá cứng chắc trung bình đến cứng

chắc

II.2 Đặc điểm địa hình

Để có các tài liệu địa hình phục vụ thiết kế công tác trắc địa địa đã tiến hành trong các khu vực vùng tuyến đập và khu vực nhà máy bao gồm các công việc cụ thể sau:

- Xây dựng lới khống chế tọa độ, độ cao

- Đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1: 2000 phía trên cửa nhận nớc tuyến 2

Vùng hồ đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1: 10000 đồng mức 5m đến cao trình 500m

a Lới tam giác hạng IV

Lới tam giác hạng IV đợc xây dựng tại khu tuyến đập để làm cơ sở cho việc phát triển các lới cấp thấp, phục vụ việc đo đạc bản đồ và các công việc trắc

địa khác Khu vực đo vẽ đợc xây dựng 8 điểm tam giác hạng IV ký hiệu từ TG10 đến TG17 kết hợp với 3 điểm tam giác hạng IV đã có là CIV02, CIV03,

và TG09 tạo thành mạng lới vững chắc

b Lới đờng chuyền hạng IV

Để có cơ sở khống chế mặt bằng phục vụ công tác đo nối điểm khống chế ảnh thành lập bản đồ vùng hồ cần bổ xung thêm 8 điểm đờng chuyền hạng IV kí hiệu AHQ1 đến AHQ8 Độ chính xác của lới đạt yêu cầu theo quy phạm hiện hành

c Lới đờng chuyền cấp 1

Khu vùng tuyến gồm 9 điểm đờng chuyền cấp 1 có kí hiệu I-16 đến I-24 Khu vực vùng hồ gồm 15 điểm đợc kí hiệu AQ01 đến AQ15 phục vụ công tác đo nối khống chế ảnh ngoại nghiệp và đo bù ở những khu vực không rõ nét trên

ảnh

Mốc đợc chôn ngoài thực địa bằng bê tông lõi thép tâm xẻ chữ thập mặt mốc ghi chìm kí hiệu điểm Độ chính xác của lới đạt yêu cầu theo quy phạm hiện hành

d Lới đờng chuyền cấp 2

Các điểm khống chế toạ độ đờng chuyền cấp 2 gồm 12 điểm, lới đợc chia thành 2 tuyến, tuyến 1 và tuyến 2 Vị trí điểm mốc đợc chọn phù hợp với thiết

kế, ở những nơi ổn định, thông hớng tốt, thuận tiện cho công tác phát triển

điểm và đo vẽ chi tiết

Lới đờng chuyền cấp 2 đợc đo bằng máy toàn đạc điện tử đo góc với hai vòng

đo, đo cạnh với 4 lần đo Kết quả đo đợc kiểm tra và tính toán bình sai chặt chẽ trên máy tính điện tử Hệ tọa độ HN1972

e Lới thuỷ chuẩn hạng IV và thuỷ chuẩn kỹ thuật

Từ mốc hạng IV đã có trong khu vực tiến hành xây dựng lới thuỷ chuẩn hạng

IV dọc theo sông Nậm Mu từ tuyến đập đến nhà máy gồm 10 Km, các mốc

đ-ợc đúc bằng bê tông cốt thép, có núm sứ gắn trên tâm mốc, mốc đđ-ợc chôn chìm dới mặt đất, mặt mốc đợc láng bê tông, trên có nắp đậy và ký hiệu mốc Tuyến thuỷ chuẩn kỹ thuật đợc xuất phát từ các mốc thuỷ chuẩn hạng IV gồm

4 km dẫn cao độ đến mốc đờng chuyền 2 và mép nớc trắc dọc Qui trình đo

đạc và xử lý số liệu tuân thủ theo qui phạm đo dẫn thuỷ chuẩn kỹ thuật hiện hành Sai số khép đạt yêu cầu

f Bản đồ địa hình.

Bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 2000 đợc đo vẽ bằng phơng pháp toàn đạc, khoảng cao đều đờng đồng mức 2m Diện tích đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1: 2000 gồm cả 2 khu vực tuyến đập và nhà máy là 207 Ha Bản đồ đợc thành lập trong hệ tọa

độ HN 1972 Chia mảnh tự do gồm 3 mảnh sau khi kiểm tra nội, ngoại nghiệp đợc số hóa và in mầu.

Bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 10 000 đợc đo vẽ bằng phơng pháp không ảnh, bao trùm toàn bộ vùng hồ đến cao trình 500m khoảng cao đều 5m, diện tích đo vẽ

là 110 Km2 Bản đồ đợc thành lập trong hệ tọa độ HN 1972, kinh tuyến trục

1050 múi chiếu 60 Chia mảnh tự do gồm 13 mảnh sau khi kiểm tra nội, ngoại nghiệp đợc số hóa và in màu

Các quan hệ địa hình xem PL3

III Điều kiện khí t ợng thuỷ văn

III.1 Đặc điểm địa hình

Sông Nậm Mu là một nhánh cấp I, nằm bên tả ngạn của Sông Đà, bắt nguồn ở vùng núi Ta Leng cao trên 3000m thuộc sờn phía Tây của dãy Hoàng Liên Sơn Diện tích lu vực, chiều dài của sông chính tính đến các tuyến đập nghiên cứu, trạm thuỷ văn Bản Củng nh sau:

Đặc trng lu vực và dòng chính sông Nậm Mu tính đến tuyến nghiên cứu

Từ nguồn đến tuyến đập Huội Quảng 2 2824 143

Từ nguồn đến tuyến Huội Quảng 4 2852 147

Lu vực sông Nậm Mu dài hẹp Độ cao lu vực có xu hớng thấp dần theo hớng Tây Bắc - Đông Nam Diện tích toàn lu vực F = 3420 km2, chiều dài sông chính là 165 km, chiều dài lu vực Llv = 127 km, độ rộng bình quân Bbq = 26,8

km, độ cao bình quân lu vực (Hbq) khoảng 1085m Độ dốc trung bình lu vực Jlv = 37,2%

Thảm phủ thực vật: rừng trên lu vực sông Đà nói chung và lu vực sông Nậm

Mu nói riêng bị tàn phá nặng nề do việc đốt rừng làm nơng rẫy, do khai thác

gỗ không có kế hoạch Tỷ lệ rừng còn lại khoảng chừng (10ữ20)% nhng phần lớn là rừng gai bụi, nhiều vùng núi đồi gần nh bị trọc hoá

Thổ nhỡng : Có hai nhóm đất chính là đất đồi núi và đất ruộng Nhóm đất

ruộng tập trung ở thung lũng sông, một số cánh đồng nh cánh đồng Than Uyên Nhóm đất đồi núi chiếm phần lớn diện tích lu vực, bao gồm hai loại đất Feralit mùn ở trên núi phát triển trên sa thạch cuội kết, phấn sa và đất mùn Alit phân bố ở các dãy núi cao trên 1800m

III.2 Đặc tr ng khí hậu

Là một lu vực nằm ở vùng núi cao bên sờn Tây Nam của dãy Hoàng

Liên Sơn nên khí hậu lu vực sông Nậm Mu vừa mang những nét chung của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa, vừa có những đặc điểm riêng biệt của khí hậu vùng núi cao Trong năm khí hậu chia làm hai mùa: mùa đông thờng khô lạnh bắt đầu từ tháng X, kết thúc vào tháng III, mùa hè nóng ẩm ma nhiều

kéo dài từ tháng IV đến tháng IX Lu vực sông Nậm Mu nằm lân cận trung tâm ma lớn Hoàng Liên Sơn và trong vùng ma lớn của lu vực sông Đà nên l-ợng ma trung bình năm của lu vực sông Nậm Mu lớn hơn, ngợc lại nhiệt độ không khí thấp hơn so với các lu vực khác thuộc lu vực sông Đà

III.2.1 Chế độ nhiệt ẩm

Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm dao động trong khoảng (18,7

ữ21,0)0c, có xu thế giảm dần theo độ cao, từ thợng lu về hạ lu Đặc trng nhiệt

độ trung bình, lớn nhất, thấp nhất từng tháng trong năm tại các trạm trên lu vực Nậm Mu xem bảng số 2-3.Độ ẩm tơng đối trung bình năm dao động trong khoảng (80,8ữ 86,0)%, có xu thế tăng dần từ hạ lu lên thợng lu III.2.2 Chế

ba tháng này chiếm (57ữ60)% tổng lợng ma năm Lợng ma trong 7 tháng mùa khô chiếm (20ữ23)% tổng lợng ma năm Lợng ma trung bình lu vực tuyến công trình Xtb = 2246mm

III.2.4 Bốc hơi

Theo tài liệu đo bốc hơi của các trạm Sìn Hồ, Than Uyên, Quỳnh Nhai, Mù Căng Chải, Tam Đờng từ năm 1961-2002, lợng bốc hơi Piche trung bình trung bình lu vực sông Nậm Mu (theo phơng pháp bình quân số học) là 880,8mm Lợng gia tăng bốc hơi lu vực do có hồ thuỷ điện Huội Quảng là: 1089mm

IV Các đặc tr ng dòng chảy

IV.1 Tóm tắt chế độ dòng chảy trên sông Nậm Mu

Nguồn cung cấp nớc hàng năm cho sông Nậm Mu chủ yếu do ma vì vậy giữa ma trên lu vực và dòng chảy trong sông có mối quan hệ khá chặt chẽ , sự biến đổi theo không gian , thời gian của dòng chảy và ma năm tơng tự nhau Tuy nhiên do địa hình lu vực dốc , lớp phủ thực vật bị chặt phá mạnh nên khả năng đIều tiết dòng chảy của lu vực không lớn, chênh lệch giữa dòng chảy lũ và dòng chảy kiệt rất lớn

- Mùa lũ bắt đàu từ tháng VI nhng kết thúc vào tháng IX sớm hơn so với các lu vực khác ở trung và hạ lu sông Đà 1 tháng Tổng lợng lũ chiếm (70-80)% tổng lợng dòng chảy năm

- Mùa kiệt bắt đàu từ tháng X và kết thúc vào tháng V năm sau, tổng lợng

lũ chiếm (70-80)% tổng lợng dòng chảy năm

- Lũ lớn nhất trong năm xảy ra chủ yếu vào các tháng VI , VII , VIII

IV.2 Tính toán dòng chảy năm

Lu lợng trung bình năm tại tuyến thuỷ điện K2 (Qct) đợc tính từ lu lợng trung bình năm trạm Bản Củng (Qbc) và lu lợng trung bình năm của lu vực khu giữa trạm Bản Củng (Qkgbc-hq) – tuyến công trình theo biểu thức :

Qct = Qbc + Qkgbc-hq (m3/s)

Lu lợng trung bình năm lu vực khu giữa Bản Củng–tuyến thuỷ điện K2 đợc tính theo lu lợng trung bình năm trạm Mù căng Chải (Qmcc) theo biểu thức : Qkgbc-hq = Qmcc mcc kg

F

F

(m3/s) (kết quả tính toán ở PL1)

IV.3 Tính toán đặc tr ng dòng chảy lũ tại tuyến công trình

1) Trờng hợp cha có thuỷ điện Bản Chát ở thợng lu

Lu lợng lũ thiết kế tại tuyến thuỷ điện K2 đợc tính chuyển từ lu lợng lợng lũ thiết

kế tại trạm thuỷ văn Bản Củng theo công thức:

) 1 (

)(max

F

F pbc

- n là hệ số biểu thị sự chiết giảm của mô đuyn đỉnh lũ theo diện tích, hệ

số n đợc chọn dựa trên cơ sở khảo sát quan hệ Mp-F của tất cả các trạm thuỷ văn thuộc lu vực sông Đà và hữu ngạn sông Thao Giá trị lũ thiết kế tại các tuyến công trình đợc đa ra trong bảng 2-9ữ2-10

+ Tổng lợng lũ lớn nhất thời đoạn 24, 72, 120, 167, 219 giờ (W24, W72, W120, W168, W216) ứng với tần suất thiết kế tại các tuyến công trình đợc xác định theo quan hệ đỉnh lợng của trạm Bản Củng, Tà Gia

Tổng lợng lũ lớn nhất thời đoạn ứng với tần suất thiết kế tại tuyến đập K2

Kết quả đờng quá trình lũ xem PL2.

IV.4 Dòng chảy bùn cát

IV.4.1.Xác định l ợng phù sa trung bình hàng năm tại tuyến công trình

Độ đục phù sa lở lửng trung bình hàng năm tại tuyến công trình (ρct)

đ-ợc lấy bằng độ đục phù sa lở lửng trung bình hàng năm trạm Bản Củng = 285,8 g/m3 và tổng lợng phù sa di đáy lấy bằng 40% tổng lợng phù sa lở lửng

Tỷ trọng phù sa lơ lửng γll = 1,1tấn/m 3, tỷ trọng phù sa đi đáy γđđ = 1,5tấn/m 3, xác định đợc tổng lợng và tổng dung tích phù sa hàng năm tại tuyến công trình thuỷ điện K2 :

Tổng lợng phù sa trung bình hàng năm tới tuyến K2

Qo

m 3 /s ρ tb

g/m 3

Ro kg/s 10W6 tấnll 10W6 tấndđ 10W6 tấntc 10V6 mll 3 V dđ

10 6 m 3 V tc

10 6 m 3 157,

7 286 45,1 1,42 0,57 1,99 1,29 0,38 1,67

IV.4.2 Sơ bộ đánh giá l ợng bồi lắng hồ chứa

Tổng lợng phù sa bồi lắng trong hồ chứa thuỷ điện K2

Tổng lợng phù sa bồi lắng hồ chứa (10 6 tấn/năm) 1,417

Tổng dung tích phù sa bồi lắng hồ chứa:

IV.4 Xây dựng quan hệ Q = F(z)

Đờng quan hệ Q = F(Z) mặt cắt 14, và tim tuyến đập K2 đợc tính theo công thức thuỷ lực có dạng:

Q = ωR2/3J n

5 , 0

(m3/s)Trong đó : ω, R là diện tích mặt và bán kính thuỷ lực cắt ngang sông (m2, m),

Công trình thuỷ điện Huội Quảng dự kiến đợc xây dựng trên sông Nậm Mu tại huyện Than Uyên, tỉnh Lai Châu 4 xã nằm trong vùng dự án thuỷ điện Huội Quảng đợc xác định là: Chiềng Lao (Mờng La - Sơn La), Khoen On, Tà Gia, Mờng Kim (Than Uyên - Lai Châu)

Về thành phần dân tộc, ngoài ngời Kinh chiếm tỷ lệ khoảng 15%, các xã thuộc vùng dự án chủ yếu là ngời Thái (70%), ngời Mông (10%), số còn lại là ngời Dao và các dân tộc khác

Về lao động đang làm việc trong các ngành kinh tế, tỷ lệ lao động nông - lâm nghiệp các huyện Than Uyên và Mờng La thờng chiếm tỷ lệ trên 75% Tại các xã thuộc vùng dự án, tỷ lệ này còn cao hơn và thờng chiếm tỷ trọng trên 90% lao động trong độ tuổi Lao động trong các ngành công nghiệp, dịch vụ chiếm tỷ trọng nhỏ

Nông – lâm nghiệp là ngành chiểm tỷ trọng lớn và đóng vai trò quan trọng

đối với sự phát triển kinh tế - xã hội các huyện thuộc khu vực dự án Sản xuất ngành nông - lâm nghiệp tại các xã thuộc vùng dự án thờng chiếm tỷ trọng lớn và thu nhập từ sản xuất nông nghiệp thờng chiếm trên 90% tổng thu nhập toàn xã

Khu vực dự án có 2 loại hình giao thông tham gia các hoạt động phục vụ dân sinh kinh tế - xã hội là giao thông bộ và giao thông thuỷ Do trình độ phát triển kinh tế còn thấp kém, cơ sở hạ tầng thiếu thốn nên hoạt động của ngành giao thông còn nhiều hạn chế

Về thông tin liên lạc, hiện nay tất cả các xã trong khu vực dự án đều đã có

điện thoại đến UBND Mặc dù vậy, hiện nay khu vực dự án mới chỉ đạt bình quân 5,5 máy điện thoại/1000 dân (bình quân chung của cả nớc là 80 máy/1000 dân) và số thuê bao chủ yếu tập trung ở các thị trấn huyện lỵ Hệ thống truyền thanh, truyền hình đã đợc đầu t nâng cấp khá hiện đại nhằm phục vụ nhu cầu nghe nhìn của ngời dân

Riêng hoạt động du lịch cho đến thời điểm này hầu nh cha có điều kiện hình thành và phát triển trên địa bàn các huyện nghiên cứu

Hiện nay 4 xã Khoen On, Mờng Kim, Tà Gia (Than Uyên) và Chiềng Lao (Mờng La) đều đã có trờng tiểu học, hoặc trờng cấp I + II Các xã đều đã đợc công nhận hoàn thành phổ cập giáo dục tiểu học đúng độ tuổi

Mạng lới y tế đã đợc củng cố xuống tận thôn bản, các xã đều có trạm y tế Các chơng trình quốc gia về chăm sóc sức khoẻ ban đầu cho nhân dân và công tác phòng chống dịch bệnh đều đợc quan tâm đúng mức

PHầN HAI Tính toán thủy năng xác định các thông số cơ bản

của trạm thủy đIện

I Xác định nhiệm vụ cung cấp n ớc và chọn mức đảm bảo tính toán

I.1.Lựa chọn tuyến đập

Qua đặc điểm địa hình, điều kiện ĐCCT của các vị trí tuyến ,tuyến K2 có những u điểm sau:

- Các tuyến đập khác có đặc điểm địa hình gần tơng tự nhau, Thung lũng sông dạng chữ V, trong đó tuyến đập K2 có hai sờn dốc đều và cân đối hơn, chiều rộng của chúng tính theo mực nớc dâng bình thờng tuyến K2 hẹp nhất (250m),

- Điều kiện ĐCCT của các tuyến là khá tốt : nền đá gốc cứng chắc đến rất cứng chắc với Rn= 1000-1400 KG/cm2, phù hợp với kết cấu đập bê tông trọng lực Tuy nhiên theo các đặc điểm ĐCCT mô tả trên thấy rằng tuyến K2 có bề dày tầng bóc hố móng (edQ+IA1+IA2+IB) mỏng nhất- trung bình 12.5m.Nền tuyến đập bị đứt gẫy, nứt nẻ với mật độ khác nhau, ít nhất là tuyến K2 Lòng sông tuyến đập K2 trầm đọng sản phẩm pdQ ít hơn nhiều so với tuyến khác Qua các đặc điểm trên, thấy rằng vị trí tuyến đập K2 có điều kiện ĐCCT u việt hơn so với các tuyến khác , do đó chọn tuyến K2 để thiết kế trạm thủy

Phơng thức này tận dụng đợc cả u điểm của 2 phơng thức trên

*Các ph ơng thức khác

Ngoài các phơng thức khai thác trình bày ở trên ra còn có một số phơng thức khai thác kiểu đặc biệt nh thủy điện tích năng và thủy điện thủy triều

* Chọn ph ơng thức khai thác thuỷ năng cho công trình thuỷ điện K2:

Qua nghiên cứu tài liệu về công trình thuỷ điện K2, em thấy:

Tại tuyến thuỷ điện K2 lòng suối hẹp, cả hai bên tả hữu đều dốc nên nếu khai thác kiểu đập thì chiều cao đập lớn dẫn đến vốn đầu t vào công trình lớn và ảnh hởng đến môi trờng lớn Phía sau đập hai bên bờ sông độ dốc lớn không thể bố trí nhà máy thủy điện Tại khu vực xã Chiềng Lao, huyện Mờng

La, tỉnh Sơn La có địa hình thoải thuận tiện cho việc bố trí nhà máy và trạm phân phối điện , đồng thời địa hình từ khu vực cụm đầu mối đến nhà máy có

địa hình tơng đối cao nên có thể tận dụng để tạo thành cột nớc nhờ đờng dẫn , (khoảng cách đờng dẫn > 4km).Trong trờng hợp này cách tốt nhất là dùng

đập dâng kết hợp với đờng dẫn để tạo cột nớc.

I.3 Nhiệm vụ công trình

Công trình thủy điện K2 với nhiệm vụ chính là phát điện lên lới để đáp ứng cho nhu cầu sử dụng điện đang tăng nhanh của quốc gia vào các năm sau

2010.

I.4 Mức đảm bảo tính toán

I.4.1 Khái niệm về mức bảo đảm tính toán

Quá trình làm việc của TTĐ phụ thuộc vào nguồn nớc đến Trong điều kiện thuỷ văn thuận lợi, TTĐ làm việc bình thờng nhng nếu phụ thuộc vào nguồn nớc đến Trong điều kiện thuỷ văn thuận lợi, TTĐ làm việc bình thờng nhng nếu gặp mùa rất kiệt nớc thì công suất TTĐ sẽ giảm Nếu gặp lũ quá lớn phải xả nớc thừa thì công suất TTĐ bị giảm do mực nớc chênh lệch thợng hạ

lu giảm

Khi TTĐ không làm việc bình thờng thì việc cung cấp điện cho các hộ dùng điện không đảm bảo Do đó ta phải hạn chế việc cung cấp điện cho các cơ sở sản xuất và các khu dân c Việc giảm, cắt tải điện sẽ gây thiệt hại cho các hộ dùng điện, đồng thời gây ra thiệt hại cho nền kinh tế quốc dân

Để đặc trng cho mức bảo đảm an toàn cung cấp điện của TTĐ ngời ta dùng chỉ tiêu “Mức bảo đảm” hay tần suất thiết kế

%100 hành vậngianthờiTổng

thườngnh

ib việclàmgianThời

P =

ý nghĩa của công thức trên là trong suốt quá trình vận hành TTĐ sẽ

đảm bảo cung cấp điện bình thờng cho các hộ dùng điện trong P% tổng thời gian, còn (100 – P%) thời gian thì không thể cung cấp đầy đủ công suất và

điện lợng nh chế độ bình thờng đợc do tình hình thuỷ văn bất lợi

Mức bảo đảm đợc dùng để xác định các thông số của TTĐ và dùng để xác định vai trò của TTĐ trong cân bằng công suất của hệ thống gọi là mức bảo đảm tính toán (Ptt)

I.4.2 Nguyên tắc chọn mức đảm bảo

Để chọn mức bảo đảm tính toán của trạm thủy điện ngời ta thờng dựa vào những nguyên tắc sau đây:

- Công suất lắp máy của trạm thủy điện càng lớn thì mức bảo đảm của TTĐ càng cao vì thiệt hại do sự làm việc không bình thờng của TTĐ công suất lớn lớn hơn TTĐ có công suất lắp máy nhỏ.

-TTĐ có tỷ trọng công suất càng lớn so với tổng công suất của toàn bộ

hệ thống thì mức bảo đảm càng phải đợc chọn cao vì khi trạm không làm việc bình thờng thì công suất thiếu hụt khó bù hơn so với các trạm nhỏ, nhất

là trong những thời kỳ mà công suất dự trữ của trạm thủy điện đã sử dụng gần hết

- Các hộ dùng điện càng quan trọng về các mặt kinh tế, khoa học kỹ thuật thì mức bảo đảm tính toán của trạm cung cấp điện phải càng cao, vì lẽ

đó nếu thiếu điện tổn thất sẽ nghiêm trọng

- Nếu TTĐ có hồ điều tiết lớn, hệ số điều tiết cao, sự phân bố dòng chảy trong sông lại tơng đối điều hòa thì vẫn có thể chọn mức bảo đảm tính toán cao mà vẫn lợi dụng đợc phần lớn năng lợng nớc thiên nhiên Trong tr-ờng hợp không có hồ điều tiết dài hạn muốn lợi dụng năng lợng nớc đợc nhiều thì không nên chọn mức bảo đảm cao

- Nếu TTĐ đóng vai trò chính trong công trình lợi dụng tổng hợp hoặc chỉ có nhiệm vụ phát điện ngoài ra không có ngành dùng nớc nào khác thì mức bảo đảm tính toán cứ theo nguyên tắc trên mà chọn

Theo kinh nghiệm chọn các mức bảo đảm thiết kế nh sau:

I.4.3 Chọn mức đảm bảo cho trạm thủy điện K2

Công trình thuỷ điện K2 có nhiệm vụ chính là phát điện, có công suất lắp máy > 50 103 (KW) , có đập ngăn sông cao trên 100m nên thuộc công trình cấp I theo TCXDVN 285: 2002 thì công trình cấp I có mức đảm bảo tính toán là 95%

Từ quy phạm và kinh nghiệm ta chọn tần suất thiết kế cho trạm thuỷ điện K2

là 95%

II Chọn năm tính toán và các năm đặc tr ng về thủy văn.

II.1 Định nghĩa

Năm tính toán và các năm đặc trng về thủy văn dùng để xác định các thông số cơ bản của công trình để xem xét và xác định điều kiện làm việc của trạm thủy điện trong hệ thống điện lực

* Đối với các trạm thủy đIện điều tiết mùa và năm ngời ta thờng chọn các năm sau :

- Năm tính toán hay năm kiệt thiết kế với tần suất (mức đảm bảo ) p%

- Năm trung bình nớc

- Năm nhiều nớc (100-p)%

Năm tính toán dùng để xác định công suất đảm bảo và công suất lắp máy của trạm TĐ điều tiết mùa Do đó tần suất của năm tính toán chính bằng mức

đảm bảo tính toán của TTĐ.Năm trung bình nớc và năm nhiều nớc dùng để xem xét tình hình lợi dụng năng lợng nớc trong đIều kiện dòng chảy dồi dào hơn và định ra chế độ làm việc của nhà máy trong những điều kiện đó , điều này cần thiết cho việc xây dựng biểu đồ điều phối hồ chứa của TTĐ.Để tính

điện lợng trung bình nhiều năm , ngời ta dùng 3 năm : năm kiệt thiết kế , năm trung bình nớc ,năm nhiều nớc

* Đối với các TTĐ điều tiết nhiều năm , khi xác định dung tích điều tiết ,

lu lợng điều tiết công suất đảm bảo ,công suất lắp máy cũng nh xác định điện lợng trung bình nhiều năm dều phải dùng cả liệt năm thủy văn hoặc ít ra là dùng 1 dãy năm đại biểu

* Đối với TTĐ điều tiết ngày và không điều tiết cũng không dùng 1 năm làm đại biểu chọn các thông số cơ bản mà phải dùng ít nhất 3 năm đặc trng hoặc dãy năm đại biểu Những trạm lớn có khi phải dùng cho cả liệt thủy văn

II 2 Chọn năm tính toán và các năm đặc tr ng về thủy văn cho TTĐ K2.

Với tài liệu đầyđủ , trong đồ án này em sử dụng liệt năm để tính toán ,không

sử dụng các năm điển hình.Để tính toán năm kiệt thiết kế , em tính toán thủy văn chọn năm kiệt thiết kế

Dựa vào bảng dòng chảy liệt năm, tiến hành tính Qmk, Qtbn ứng với mỗi năm thủy văn,sau đó vẽ đờng tần suất để chọn ra Qmktk và năm kiệt thiết kế , sau đó tiến hành thu phóng để đợc năm kiệt thiết kế với Qmktk Kết quả tính toán đợc thể hiện ở bảng sau: (năm thủy văn là năm 93-94, hệ số quy đổi Kp=0,97;Qmktk=38,5)

Năm kiệt thiết kế đã quy đổi

VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Tbn TbL Tbmk

MNDBT là một thông số chủ chốt của TTĐ, đây là mực nớc cao nhất trong

hồ ứng với các điều kiện thuỷ văn và chế độ làm việc bình thờng nh đã tính toán

III.1.1 Mối quan hệ của MNDBT đối với lợi ích

1) Quan hệ giữa MNDBT với lợi ích của các ngành lợi dụng tổng hợp:

Khi MNDBT tăng thì Vhi tăng và Vphòng lũ tăng=> lợi ích do cấp nớc, do phòng

lũ (khi dung tích phòng lũ kết hợp với dung phát điện), do giao thông thuỷ (giao thông thuỷ thợng lu và hạ lu) và nuôi trồng thuỷ sản tăng

2) Quan hệ giữa MNDBT với các chỉ tiêu năng lợng:

- Khi MNDBT càng cao thì mức độ tăng N,E giảm đi

- Khi MNDBT tăng thì sẽ chuyển từ không điều tiết sang điều tiết ngày đêm

=> điều tiết năm (Nbđ tăng lên)

Lúc đầu ta tăng MNDBT lên thì Nty tăng lên theo, nhng đến một lúc nào đó khi tăng MNDBT thì mức độ tăng của Nty là không đáng kể( mức tăng Nlm chậm) Khi MNDBT tăng thì Vhi tăng nên khả năng điều tiết của hồ chuyển dần sang điều tiết năm hoàn toàn, điều tiết nhiều năm Khi đó lu lợng giữa các tháng của TTĐ chênh lệch ít dẫn tới TTĐ phát đợc công suất đều nhau và khi đó TTĐ sẽ ngày càng chuyển dần xuống đảm nhận phần thân (gốc) của biểu đồ phụ tải, do vậy mà công suất sẽ không tăng đợc nhiều ( vì cùng giá trị

điện lợng mà làm việc ở phần thân ( gốc ) của BĐPT thì công suất công tác max giảm)

Biểu đồ quan hệ giữa MNDBT với chỉ tiêu năng lợng

Hiệu quả năng lợng trên 1m MNDBT càng lên cao càng tăng chậm (giảm dần

từ dới lên trên ) Vì khi MNDBT càng lên cao thì mức độ tăng công suất lắp tất yếu => công suất thay thế ở TNĐ nhỏ dẫn tới chi phí của toàn bộ nền kinh

tế quốc dân giảm ít

- Khi MNDBT càng cao thì tổn thất thấm và bốc hơI tăng khi đó Qtđ tăng chậm dần

III.1.2 Mối quan hệ của MNDBT với chi phí :

Khi MNDBT càng tăng thì vốn đầu t và chi phí hàng năm của TTĐ cũng tăng nhanh vì:

1.Về quy mô công trình:

MNDBT quyết định chiều cao đập, số lợng và kích thớc các đập phụ, kích thớc các công trình xả lũ Do vây khi MNDBT tăng sẽ làm cho:

-Khối lợng công trình tăng nhanh do chiều dài đập, tiết diện mặt cắt đập tăng

- Đập càng cao thì việc xử lý nền móng càng phức tạp đòi hỏi tốn kém nhiều hơn => làm cho vốn đầu t vào công trình tăng nhanh

hn

C tăng < ND

hn

C giảm ,nên vốn đầu t vào

hệ thống điện giảm , nhng đến một lúc nào đó thì chi phí của toàn bộ hệ thống sẽ giảm chậm

4 Về mặt xã hội, môi trờng:

Khi MNDBT tăng ảnh hởng lớn đến cảnh quan vùng lòng hồ và môi

tr-ờng sinh thái vùng hồ , khí hậu xung quanh thay đổi

Trong thực tế thiết kế công trình, ngời ta định ra một số các phơng án MNDBT chênh nhau một trị số nào đó, ứng với mỗi phơng án ta tính toán thuỷ năng, thuỷ lợi, định ra kết cấu các hạng mục công trình, tính toán khối l-ợng, vốn đầu t xây dựng cơ bản, giá thành thiết bị, chi phí hàng năm,tính lợi ích do công trình mang lại Sau khi có kết quả của các phơng án sẽ tiến hành phân tích, so sánh và chọn ra phơng án hợp lý nhất Việc tính toán đợc đầy đủ

lợi ích và thiệt hại của từng phơng án là một vấn đề hết sức khó khăn đòi hỏi nhiều thời gian và phải có đầy đủ các tài liệu

III 1.3.Tiêu chuẩn để đánh giá

1 Đối với những TTĐ không quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân (ảnh

h-ởng của nó không lớn , vốn đầu t không nhiều) Đối với trờng hợp này ta có thể dùng phân tích tài chính

a ) Tiêu chuẩn NPV=> Max

i

c b

1 ( 1 ) ; Trong đó:

Tkt là tuổi thọ kinh tế của công trình

bt là thu nhập do bán điện mà có

Nếu là công trình LDTH thì bt=Σbijt

j= ( điện, cấp nớc cho hạ lu, phòng lũ, giao thông thuỷ, )

bt phải phân biệt giá của từng thời điểm bán điện trong năm ( phân biệt Ebđ

và Ethứ cấp), giá của sản phẩm tuỳ thuộc vào thời điểm bán và lợng sản phẩm bán tơng ứng

b )Tiêu chuẩn C i=> min : Tiêu chuẩn này không phù hợp vì các phơng án so sánh không giống nhau

Vậy chỉ có thể dùng tiêu chuẩn NPV=> Max Ngoài ra còn sử dụng thêm tiêu chuẩn IRR, so sánh IRR ↔ i , nếu IRR≤ ingânhàng thì không làm

2 Đối với những TTĐ có ý nghĩa đối với nền kinh tế quốc dân ta phải tiến hành phân tích kinh tế.

a) Tiêu chuẩn NPV => MAX:

NPV=B -C

Trong đó: C:Chi phí trực tiếp quy về thời điểm hiện tại

B:Chi phí cho công trình thay thế quy về thời điểm hiện tại

B =C tt : Nếu C tt>C thì nên làm TTĐ đó vì nó làm lợi cho nền kinh

tế quốc dân

Nếu C tt<C thì không nên làm TTĐ đó mà làm công trình thay thế sẽ có lợi đối với nền kinh tế quốc dân

Đối với công trình LDTH thì NPV=∑n

i

tt i

Mục đích là để làm giảm bớt khối lợng tính toán.

-MNDBT lớn nhất đợc xác định từ các điều kiện sau:

+ Theo điều kiện địa hình , địa chất

+ ảnh hởng đến môi trờng: ngập lụt,di dân,làm lại đờng giao thông,nhà máy

xí nghiệp dời đi

nn

E

3 ) Thiết kế công trình cho từng phơng án MNDBT=> trên cơ sở đó lập dự toán =>xác định đợc vốn đầu t,chi phí hàng năm của TTĐ cho từng phơng án

4 ) Chọn phơng án thay thế và xác định các thông số của chúng

5 ) Thiết kế các công trình thay thế và lập dự toán tìm Ktt và Chntt

6 ) Tính toán theo các tiêu chuẩn kinh tế:

Khi MNDBT = const , thay đổi hct => C thay đổi

hct tăng =>MNC giảm => vốn đầu t vào cửa lấy nớc tăng, vốn đầu t vào đờng dẫn cũng thay đổi

hct tăng =>tiền mua thiết bị tăng lên, tiền lắp ráp tăng lên, kích thớc nhà máy tăng lên=>KNM lớn lên

III.2.3 Tiêu chuẩn lựa chọn MNC

1.Trong trờng hợp phân tích tài chính(Đối với những trạm có quy mô nhỏ,

ảnh hởng đến nền kinh tế không lớn):

Sử dụng tiêu chuẩn NPV =>Max

NPVi = B i -C i ; Trong đó :

B i là thu nhập trực tiếp do bán điện

C i là chi phí trực tiếp vào phơng án thứ i

Ngoài ra cần tính thêm IRR => so sánh với ingân hàng để xét thêm

2.Trong trờng hợp phân tích kinh tế.

Dùng tiêu chuẩn ENPVi = C thti-C trti => max trong điều kiện các phơng án có cùng lợi ích

Lấy một phơng án làm cơ sở sau đó tính toán một số phơng án khác để so sánh

Nếu có nhiều ngành tham gia LDTH thì:

ENPVi = trti

n j

C => min, tiến hành chọn MNC theo điều kiện Emkmax vì :

Ta biết rằng điện lợng (hoặc công suất ) mùa kiệt 1 phần do lợng nớc

không trữ (lu lợng thiên nhiên) và 1 phần do lợng nớc trong dung tích có ích của hồ tạo thành:

Emùa kiệt =E không trữ +Ehồ

Ekhông trữ sẽ giảm nếu độ sâu công tác của hồ tăng lên.Quan hệ biến đổi này gần nh tuyến tính ,cứ tăng độ sâu công tác thêm 1 m thì phần năng lợng này sẽ giảm 1 trị số gần bằng nhau.Ehồ biến đổi phức tạp hơn khi hct thay đổi Khi hct lớn thì khả năng cung cấp nớc của Vci càng lớn và cột nớc trung bình mùa kiệt càng giảm Vì vậy hct càng lớn độ tăng Ehồ càng ít

Vì thế trong giai đoạn đầu khi hct tăng thì Emùa kiệt cũng tăng, nhng nếu tiếp tục tăng hct đến 1 trị số nào đó ta sẽ có Emùa kiệt lớn nhất Sau đó nếu tiếp tục tăng hct thì Emùa kiệt giảmvì phần đIện lợng tăng lên do tăng lu lợng

đIều tiết không kịp bù lại phần đIện lợng do cột nớc giảm đi

hct

Ehồ

Emùa kiệtEkhông trũ

Đối với TTĐ K2 phải sử dụng phân tích kinh tế để lựa chọn hct , nhng do thời gian và tài liệu không đầy đủ nên em chỉ sử dụng chỉ tiêu năng lợng để đánh giá

III.2.4.Xác định MNC theo tiêu chuẩn hct có lợi nhất

Đối với mỗi phơng án MNDBT vấn đề đặt ra là nên chọn độ sâu công tác là bao nhiêu là có lợi nhất Đồng thời hct ≤ hctcf

Xem ảnh hởng của Zhl không lớn nên hct =Hmax-Hmin

hctTb=(25-30)%Hmax (đối với turbin tâm trục)

hctTb=(30-40)%Hmax (đối với turbin cánh quay)

hctTb=(40-45)%Hđập (đối với TTĐ kiểu hỗn hợp)

TTĐ K2 là TTĐ kiểu hỗn hợp nên :

hctTb=(40-45)%Hđập =(MNDDBT-∇đ)

∇đ lấy ứng với V=0, ∇đ=295m.

hctTb =(385-295)x0,45=40,5m

b) Xác định theo điều kiện đảm bảo tuổi thọ của công trình

Để biết Zbl phải biết đợc Wbl (dung tích bồi lắng )

1,

/19,16176

,53.3)

42(

,,

.4

3 max

max max

max ln

ln

m D

z s m Q

Q

z

Q Q

v

Q F

F D

mk td

td do

cv

do c

Trong đó z là số tổ máy , chọn z=3-6 Trong trờng hợp nhà máy làm việc

đờng dẫn chỉ có 1 cửa lấy nớc nên em chọn z=1

K

V K

Q

K tnt

10 62 , 2 8

10 320 5

, 38 10

62 , 2

3 6

6 6

Vhi=Vhi(hctTb)

Vậy hct = MNDBT –2-Zbl-D =385-2-341-15 =27m

*Độ sâu công tác cho phép hctcf =min(hctbl , h ctTb) = min(40,5;27) =27m

c) Xác định độ sâu công tác có lợi nhất (h0ct)

Cách xác định: ta gia thiết các hct khác nhau sao cho hct < hct , sau đó ta tính toán thuỷ năng để xác định N =>Emk ứng với mỗi hctmk gt Khi đó ta lập đợc quan hệ giữa hct và Emk và từ biểu đồ ta thấy độ sâu hct có lợi nhất (hct0) sẽ là

độ sâu mà tại đó Emk đạt giá trị max

h bh

;

bh th hi

n: số tháng mùa cấp αth: Hệ số thấm αth = 0.5%

lắng.hct=27m,MNC=358m,Vhi=239,64 106m3

tính toán thuỷ năng liệt năm thủy văn

Để xác định các công suất của TTĐ cần xác định hình thức điều tiết của hồ

Đặc trng cho khả năng điều tiết của hồ là hệ số điều tiết của hồ β

Trong đó:Vhi là dung tích hữu ích của hồ, Vhi = 239,64 106 (m3)

Wbq: Tổng lợng dòng chảy bình quân nhiều nămWbq = 155,1.31,5.106(m3)

Q0 là lu lợng dòng chảy chuẩn, Q0 = 155.1 (m3/s)

10 5 , 31 1 , 155

10 64 ,

Phơng pháp tính thuỷ năng là tính toán theo QTĐ = const , thời đoạn tính toán

m

V m

n

V n

= =Qpđ (Đối với mùa cấp )

n là số tháng trong mùa cấp

Nếu Qtnmk > QTĐmk thì phát với Qtnmk còn lại điều tiết với những tháng có Qtnmk < QTĐmk

Khi đó lợng nớc chênh lệch giữa thiên nhiên đến và lợng nớc phát điện

là :∆Q = Qtn – Qpđ => ∆W = ∆Q ∆t

Nếu ∆W > 0 thì trữ nớc vào hồ chứa

Nếu ∆W< 0 thì cấp nớc từ hồ chứa để phát điện

Lợng nớc trong hồ tại các thời đoạn đợc tính theo công thức sau:

Vđ1 = MNC = Vc12 ; Vc,i = Vđ,i + ∆Wi ; Vđ,i+1 = Vc,i

Khi đó mực nớc trung bình trong hồ ở thời đoạn tính toán là:

Vtbi = (Vđi + Vci)/2;

Có Vtbi tra quan hệ W~Ztl ta đợc Z tl => tra quan hệ Ztl ~ F đợc F

Khi đó : Qth = 6

10 62 , 2

.F

h bh

;Qpđ* = Qpđ - Qth - Qbh Tra quan hệ Q ~ Zhl đợc Zhl => H =(Z tl - Zhl)x96%

N t= Kn.Qpđ*.H ;E t= N t.720 (Kwh)

Kết quả tính toán đợc thể hiện ở PL6 phần phụ lục

IV Xác định công suất bảo đảm

IV.1.Định nghĩa

Công suất bảo đảm là công suất bình quân của thời đoạn tính toán tính theo khả năng của dòng nớc và ứng với tần suất thiết kế

IV.2.Các ph ơng pháp xác định công suất bảo đảm

1 Xác định công suất bảo đảm theo năm nớc kiệt thiết kế.

Cơ sở lý luận của phơng pháp này là : nếu TTĐ điều tiết năm có mức đảm bảo tính toán là p% thì khi xác định Nbđ có thể dùng năm kiệt thiết kế có tần suất là p%.Bởi vì những năm nhiều nớc hơn năm thiết kế thì khả năng phát

điện cũng nh chế độ làm việc của TTĐ sẽ đợc đảm bảo và chỉ những năm ít

n-ớc hơn năm kiệt thiết kế mới không đủ nn-ớc dùng trong mùa kiệt

toán chỉ chính xác khi cột nớc bình quân mùa kiệt của những năm thủy văn thay đổi ít và số tháng cấp cũng là số tháng trong mùa kiệt vì khi đó tần suất công suất cũng là tần suất lu lợng.

2.Xác định Nbđ theo đờng tần suất Ntbmk=f(p).

Nội dung của phơng pháp này là tiến hành xác định Ntbmk các năm thủy văn trong liệt năm hiện có của công trình thiết kế , trên cơ sở đó vẽ đờng tần suất của Ntbmk =f(p%) Sau đó xác định Nmk ứng với múc đảm bảo tính toán p%, đó chính là công suất đảm bảo cần tìm

n

V n

Q

hi

n t

đủ

Trong phần tính toán thuỷ năng này do mực nớc Zhl ảnh hởng không lớn

đến Ztl nên trong đồ án này em sử dụng phơng pháp tính Nbđ theo năm nớc kiệt thiết kế Nbđ đợc lấy từ kết quả tính hct có lợi theo Emkmax, Nbđ= 78,85MW

Công suất lắp máy khi chọn phụ thuộc vào công suất bảo đảm và nhiệm

vụ cung cấp điện của TTĐ trong hệ thống điện

Theo quan điểm thiết kế công suất lắp máy đợc xác định theo công thức:

Nlm= Nctmax + Ndtr + Ntrùng = Nty + NtrùngTrong đó:

- Nctmax là công suất công tác lớn nhất của nhà máy thuỷ điện (ứng với phụ tải lớn nhất)

- Ndtr là công suất dự trữ của NMTĐ bao gồm: Ndtr = Ndf+ Nds + Ndsc Với : Ndf là công suất dự trữ phụ tải Nhằm đáp ứng nhu cầu dùng điện thay đổi đột ngột trong thời gian ngắn.

Đ T max ct HT max

HT df

Đ T

df NP

HT

ds N

N ≥ lớn nhất trong hệ thống

HT max

Đ T max ct

HT ds

Đ T sc

P

N.N

l-hn

C Nty: Công suất tất yếu là thành phần công suất nhất thiết phải có nó phụ thuộc vào công suất bảo đảm, khả năng điều tiết của hồ, biểu đồ phụ tải và yêu cầu lợi dụng của các ngành lợi dụng tổng hợp

Việc xác định Nctmax hoàn toàn phụ thuộc vào nhiệm vụ phủ đỉnh phụ tải của TTĐ.Trong trờng hợp trạm đợc giao nhiệm vụ tận dụng hết khả năng

để phủ đỉnh biểu đồ phụ tải đến mức tối đa thì cách xác định Nctmax nh sau :Từ Nbđ ta có Ebđngày = 24xNbđ Thực tế trong mùa kiệt phụ tải yêu cầu

có lúc lớn có lúc nhỏ nên nếu xác định Nctmax theo trị số Ebđngày thì ngày

có phụ tải lớn nhất mới dùng hết Ebđngày , còn các ngày khác điện lợng sẽ thừa Nên để xác định Nctmax thờng dùng Engmax

Engmax =(1.1-1.3)xEbdngày

Vì công trình TTĐ K2 phục vụ cung cấp điện cho sau năm 2010 với biểu đồ phụ tải có yêu cầu phụ tải rất lớn (>20000MW) nên không đảm bảo phủ đỉnh biểu đồ phụ tải Do đó có thể sử dụng công thức kinh nghiệm

- Nếu lấy hệ số nhỏ: công suất lắp máy nhỏ, không tận dụng đợc nguồn nớc, lợng thừa xả lớn nhng hiệu suất làm việc của các thiết bị cao, số giờ lợi dụng công suất lắp máy lớn

Việc xác định công lắp máy còn tuỳ thuộc vào số giờ lợi dụng công suất lắp máy hNlm Dựa vào bảng tính thủy năng cho liệt năm thủy văn sơ bộ em chọn

Nlm = 288 (MW) Việc xác định Nlm đợc tiến hành tính toán lại ở phần chọn tuabin và máy phát

VI Xác định điện l ợng bình quân nhiều năm

Các phơng pháp xác định điện lợng bình quân nhiều năm sau :

Điện lợng bình quân nhiều năm bằng điện lợng bình quân của năm trung bình nớc 50%

E nn =E50 %

Xác định theo phơng pháp này kết quả tính toán sẽ kém chính xác nhất vì nó phụ thuộc vào chủ quan của ngời tính toán chọn năm trung bình nớc nh thế nào

Điện lợng bình quân nhiều năm bằng điện lợng bình quân của ba năm điển hình :

E nn =

3

) 1 (

Điện lợng bình quân nhiều năm đợc xác định dựa vào công suất lắp máy Nlm

đã chọn tính toán thủy năng để xác định điện lợng năm cho tất các năm có tài liệu thủy văn:

E nn =

n

E

n i ni

)(

10.95,217442

6

42

E E

i

Xác định số giờ lợi dụng công suất lắp máy:

Số giờ lợi dụng công suất lắp máy đợc xác định theo công thức sau:

10.288

10.95,2174

3

6

h N

E h

Hmax=(385-186,91)x0,96=190,2

t t

T

t

t t

6,1872

,126872

7.23801224

VII.3 Cột n ớc nhỏ nhất H min

Hmin=MNC-Zhl(QmaxMNC)

Hmin đợc xác định trên biểu đồ phạm vi làm việc thì Hmin=164m

Quan hệ Q-hct khi Quan hệ Q-hct

Ntđ=Nmax=288MW theo hạn chế của tuabin

174 185.97 187.66 368.9 174.5 185.4 187.7 369.43174.5 185.44 187.44 369.2 168 182 187.7 362.65

890.37 188.83 188.32 162.40 191 38.50 186.94 385.90

KÕt qu¶ tÝnh to¸n thuû n¨ng nh sau:

Phần ba Lựa chọn các thiết bị chính , thiết bị đIện và phụ trợ I.Chọn số tổ máy và các thông số của turbin, máy phát

- Thiết bị chính: Turbin và máy phát

- Thiết bị dẫn và thoát nớc: buồng xoắn và ống hút

- Thiết bị điều chỉnh turbin: máy điều tốc, thùng dầu áp lực

- Máy biến áp

- Cầu trục

Việc chọn thiết bị đặc biệt là turbin và máy phát có ý nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế nhà máy, nó quyết định quy mô, kích thớc nhà máy, khối l-

ợng xây dựng, đào đắp,các thiết bị đi kèm với nó Do đó ảnh hởng đến vốn

đầu t, mặt khác nó còn ảnh hởng đến việc cung cấp điện Nếu chọn turbin hợp

lý hiệu suất trung bình của TTĐ sẽ cao, không gây lãng phí nớc, trong quá trình vận hành sẽ không gây ra hiện tợng khí thực Do vậy khi chọn thiết bị ta phải giả thiết nhiều phơng án rồi tiến hành phân tích kinh tế kỹ thuật để chọn

ra phơng án hợp lý Yêu cầu khi chọn thiết bị:

- Đảm bảo an toàn cung cấp điện

- Thiết bị phải có hiệu suất cao

- Vốn mua sắm nhỏ, chi phí quản lý vận hành ít

- Điều kiện vận chuyển thuận tiện

I.1 Các ph ơng án số tổ máy (Z):

Việc chọn số tổ máy có ảnh hởng đến loại turbin, đờng kính BXCT (D1), số vòng quay n do đó nó ảnh hởng đến vốn đầu t vào công trình Chọn số tổ máy (Z) là một vấn đề tính toán kinh tế và kỹ thuật rất phức tạp Do vậy khi chọn

số tổ máy cần phải xem xét các yếu tố sau:

1- Công suất của một tổ máy phải nhỏ hơn hoặc bằng công suất dự trữ sự

max 1 ( 1 ).

T

M M

T

D

D

η

η = − − =>Khi Z tăng thì D1 giảm =>ηmaxT giảm

Khi D1 tăng lên gấp đôi thì ηTmax tăng (1-3)% do đó Z giảm thì có lợi hơn Nhng nếu xét đờng đặc tính công tác của TTĐ :

+Đối với TTĐ nếu số tổ máy nhiều thì ηTTD tăng.Với turbin tâm trục thì có

ηmax cao, nhng vùng có hiệu suất cao hẹp Cho nên muốn hiệu suất bình quân của TTĐ cao thì nên chọn nhiều tổ máy

+Với turbin cánh quay thì có ηmax thấp, nhng vùng làm việc với hiệu suất cao thì rộng, nên số tổ máy thay đổi mà hiệu suất bình quân của TTĐ ít thay đổi

4- Vốn đầu t vào thiết bị và xây dựng công trình : Số tổ máy tăng thì vốn

đầu t vào một đơn vị công suất của TTĐ (bao gồm tiền mua sắm thiết bị, xây dựng đờng ống, cửa lấy nớc và nhà máy ) tăng vì :

- Turbin và máy phát có công suất nhỏ thì giá thành đơn vị của nó lớn hơn

- Các thiết bị phụ kèm theo ( điều tốc , đờng ống áp lực , cửa van , cửa nớc vào ) nhiều lên =>vốn đầu t tăng lên

- Do Z nhiều nên kích thớc mặt bằng nhà máy lớn lên

- Khối lợng công tác lắp ráp và sửa chữa đại tu tăng lên

5- Về cung cấp điện:

Để đảm bảo an toàn cung cấp điện nên chọn số tổ máy nhiều Nhất là TTĐ có tỷ trọng lớn trong hệ thống thì sự cố mỗi tổ máy ảnh hởng rất lớn đến việc cung cấp điện của hệ thống Nếu chọn số tổ máy ít dẫn đến việc cung cấp

điện không an toàn (khi có sự cố), vì mỗi tổ máy đảm nhận một phần phụ tải rất lớn, khi gặp sự cố sẽ dẫn đến tổn thất lớn cho hộ dùng điện

Với các thông số thuỷ năng đã tính toán , dựa vào bảng “Biểu đồ phạm vi sử dụng của các kiểu tuabin ” em chọn đợc kiểu tuabin PO533 với đờng kính D1 max =4,5m; D1min =1,8m.Do vậy để đa ra các phơng án số tổ máy em dựa vào phạm vi D1max vàD1min⇒Z = 3,4,5,6 Tiến hành tính toán chọn turbin, máy phát sau đó so sánh về kinh tế và kỹ thuật để chọn ra phơng án

số tổ máy có lợi nhất

TB 1

H H ' Q 81 , 9

N D

η

=

Trong đó:

+ Ntb : công suất của một turbin ,Ntb=98,97MW

+ ηtb : hiệu suất của một turbin thực ( Sơ bộ chọn ηtb = ηM)

+ Q1’ : lu lợng quy dẫn của turbin thực ( Sơ bộ chọn Q’1 = Q’1M)

Q’1M, ηM: lần lợt là lu lợng quy dẫn của turbin mẫu, nó đợc xác định từ giao điểm giữa đờng n’1M với đờng hạn chế công suất 5% trên dờng đặc tính tổng hợp

Trong đó n’1M là số vòng quay dẫn suất của turbin mẫu đợc tính theo công thức sau : n’1M = n’10 + (2-:- 5) v/p

n’10 là số vòng quay tối u của turbin mẫu, nó đợc tra trên đờng đặc tính tổng hợp chính của turbin PO533 ta đợc (n’10 = 61 v/p)

=> chọn n’1M = n’10 + 2 = 61 + 2 = 63 (v/p)

Khi đó ứng với giao điểm n’1 và đờng hạn chế công suất 5% trên đờng

ĐTTHC ta tìm đợc:

Q’1 = Q’1M =0,223 m3/s , ηtb =ηM=0,9

+ Htt: Cột nớc tính toán của TTĐ Htt = 174,5 m

Thay số vào công thức ta đợc :

5 , 174

5 , 174 223 , 0 0,89 81 , 9

D

H n n

η η

∆n’1: Chênh lệch giữa số vòng quay của turbin thực và mẫu

n’10 – Số vòng quay quy dẫn tối u của turbin mẫu n’10 = 61v/p

ηTMax, ηMmax – Hiệu suất lớn nhất của turbin thực và turbin mẫu, tra trên

đờng ĐTTHC của turbin PO533ta đợc ηMmax = ηMt = 0,9

Với cột nớc tính toán Htt = 174,5 m > 150 m thì ηTmax đợc tính nh sau:

1

1 max

η

T

m T

M M

T

H

H D

D

−

−

=

D1M, D1T: Đờng kính của bxct của turbin mẫu và turbin thực

Hm, HT: Cột nớc của turbin mẫu và turbin thực

D1M = 0,8m; HM = 5 m ; D1T=D1tc=4,5m; HT = Htt=174,5m

Thay số ta đợc :

5,174

5

5,4

8,0)

0,91

(1

6,187

4,

=

Có ntt (v/p), dựa vào bảng (8-4) GTTBTL ta chọn đợc số vòng quay đồng bộ là: ntc =187,5 (v/p)

3 Kiểm tra lại điểm tính toán:

+ Số vòng quay quy dẫn tại điểm tính toán của turbin thực:

n' n H.D 187,5.4,5174,5 63,87(v/p)

tt

1tc tc tt

+ Số vòng quay quy dẫn tại điểm tính toán của turbin mẫu:

9.0

94,0.(

87,6387,63

' 1

' 1

'

+ Lu lợng quy dẫn tại điểm tính toán:

s m Q

H H

D

N Q

M

tt tt

tc

T M

/230,05,174

5,174.5,4.93,0.81

,

9

98970

81

,

9

'

3 /

1

2 1 1

4 Kiểm tra lại vùng làm việc của turbin:

Khi cột nợc làm việc của turbin dao động từ Hmax -:- Hmin thì vùng làm việc của turbin sẽ đợc giới hạn bởi hai đờng năm ngang n’1MHmin và n’1MHmax và lu l-ợng dẫn suất Q’1 trên đờng ĐTTHC, với:

61,2(v/p)190,2

187,5.4,5H

.Dn

n'

max

1tc tc

p v n

n

9.0

94,0.(

2,612,61

' 1

' max 1

'

max

v/p)(66164

5,4.5,187H

.Dnn'

mint

1tc tc

p v n

n

9.0

94,0.(

6666

' 1

' min 1

Để tránh hiện tợng khí thực thì độ cao hút công trình (HCT) không đợc lớn hơn chiều cao hút cho phép [Hs]

Độ cao HS là khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt nớc hạ lu đến điểm có áp lực nhỏ nhất Với turbin tâm trục thì điểm này nằm ở mặt dới bộ phận hớng n-ớc

Hs = 10 -

900

∇

- (σ+∆σ).HttTrong đó:

σ - Hệ số khí thực của turbin mẫu tra trên đờng ĐTTHC với điểm tính toán (n’1tt =62,4v/p; Q’1tt=0,230m3/s) σ=0,055

∇- Cao trình lắp máy so với mặt biển, nó phụ thuộc vào chiều cao hút Hs và mực nớc hạ lu nhỏ nhất

Trong thực tế khi công suất và cột nớc của turbin thay đổi thì các đại lợng quy dẫn Q’1, n’1 sẽ thay đổi và do đó hệ số khí thực cũng thay đổi theo Bởi thế, chiều cao hút Hs cũng phụ thuộc vào công suất và cột nớc làm việc của turbin Mặt khác, cột nớc của TTĐ lại phụ thuộc vào sự dao động của MNTL, MNHL Do đó muốn cho Hs hợp lý cần phải xét các tổ hợp lu lợng và cột nớc khác nhau, từ đó tính ra trị số Hs cho phép với mỗi tổ hợp nói trên, sau đó chọn ra Hs cho phép hợp lý nhất Nhng làm nh vậy rất phức tạp, đòi hỏi phải

có nhiều thời gian, mặt khác ở đây là bớc chọn số tổ máy nên em chỉ xét một trờng hợp là cột nớc tính toán và MNHL lấy sơ bộ bằng Zhl ứng với trờng hợp Ntđ=Nđm1tổmáy

=

6 Xác định cao trình lắp máy ( LM) :∇

∇LM là cao trình lắp máy turbin và là cao trình quan trọng của nhà máy thuỷ

điện vì nó là cơ sở để xác định các cao trình khác Nó đợc xác định bằng cao trình MNHLmin cộng với H’s:

∇LM = Zhlmin + H’s

Với turbin tâm trục thì H’s = Hs +

2

b0Trong đó: bo = D1.b0

,

=

∇

7 Xác định số vòng quay lồng của turbin (nl):

Là số vòng quay đột biến của BXCT, nó xảy ra khi mômen lực chuyển

động của rôto tổ máy (Mđ) lớn hơn mômen cản chuyển động rôto máy phát (Mc)

Trong quá trình vận hành TTĐ vì một lý do nào đó cần phải đóng cách ớng nớc ( trờng hợp thiết bị bị hỏng ) mà bộ phận hớng nớc cha kịp đóng đợc thì số vòng quay của turbin tăng lên đột ngột trong thời gian ngắn nó sẽ đạt tới trị số cực đại nào đó gọi là số vòng quay nồng tốc (nl)

D

H n

5,4

2,190

100'

1

max

=

I.3 Các thông số của máy phát

- Công suất máy phát chọn phải thoả mãn các điều kiện sau:

dm = tt ±5%

mf S

S (*); nmf = n (**)

Nếu không thoả mãn phải hiệu chỉnh lại cho phù hợp với yêu cầu thiết kế

- Công suất định mức của máy phát

Căn cứ vào số vòng quay đồng bộ (n) và công suất thiết kế (Nmf hay Smf) để chọn máy phát cho tất cả các phơng án.

Hiệu chỉnh lại chiều cao lõi sắt từ để phù hợp với yêu cầu:

+ ) Phơng án Z=3 tổ máy

Máy phát điện loại CB795/230-32 có các thông số sau :

Đờng kính lõi sắt từ DA=795 (cm)

Chiều cao lõi sắt từ LA = 230 (cm)

Số vòng quay đồng bộ n = 187,5.(v/f)

Công suất định mức Nđm = 120.103 KW

Công suất biểu kiến định mức Sđm = 134.103 KVA

Đờng kính trong Stato Di = 5,9(m)

Kiểm tra điều kiện (*) và (**):

134

134 120

% 100

−

=

tt tt

dm mf

S

S S

=> cần hiệu chỉnh lại lõi sắt từ

mf

tt A A dm

mf

tt A

A

S

S L L S

S L

=>Ta phải cắt lõi sắt từ một đoạn ∆L=230-210=20(cm)

Lúc này máy phát là loại CB795/210-32

+ ) Phơng án Z=4 tổ máy

Máy phát điện loại CB650/220-28có các thông số sau :

Đờng kính lõi sắt từ DA=650 (cm)

Chiều cao lõi sắt từ LA = 220 (cm)

Số vòng quay đồng bộ n = 214,3 (v/f)

Công suất định mức Nđm = 72.103 KW

Công suất biểu kiến định mức Sđm = 90.103 KVA

Đờng kính trong Stato Di = 5,9(m)

Kiểm tra điều kiện (*) và (**):

90

9090

%100

−

=

tt tt

dm mf S

S S

δ

=> không hiệu chỉnh lại lõi sắt từ Máy phát là loại CB650/220-28

+ ) Phơng án Z=5 tổ máy

Máy phát điện loại CB650/165-28có các thông số sau :

Đờng kính lõi sắt từ DA=650 (cm)

Chiều cao lõi sắt từ LA = 165 (cm)

Số vòng quay đồng bộ n = 214,3 (v/f)

Công suất định mức Nđm = 50.103 KW

Công suất biểu kiến định mức Sđm = 62,5.103 KVA

Đờng kính trong Stato Di = 5,9(m)

Kiểm tra điều kiện (*) và (**):

5,62

5,6272

%100

−

=

tt tt

dm mf

S

S S

dm mf

tt A

A

S

S L L

S

S L

72.165