Tính toán phân tích chế độ làm việc và hiệu quả điện năng của công trình thủy điện nhỏ tả trạch tại tỉnh thừa thiên huế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --- TRẦN TRUNG THÀNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ HIỆU QUẢ ĐIỆN NĂNG CỦA CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN NHỎ TẢ TRẠCH TẠI TỈN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

TRẦN TRUNG THÀNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ HIỆU QUẢ ĐIỆN NĂNG CỦA CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN NHỎ

TẢ TRẠCH TẠI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ

NGÀNH : MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN

HÀ NỘI – 2010

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố

Tác giả luận văn

Trần Trung Thành

LÝ LỊCH KHOA HỌC

I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC

Chức vụ, đơn vị công tác trước khi đi học tập, nghiên cứu:

Kỹ sư Điện – Tổng Công ty CP Tư vấn Xây dựng Thuỷ Lợi Việt Nam

Chỗ ở hoặc địa chỉ liên lạc:

P.412 – Nơ 9A – Phường Hoàng Liệt – Q Hoàng Mai – HN

Điện thoại: 09.6312.1081

II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO

1 Trung học chuyên nghiệp

Nơi học (trường, thành phố):

Ngành học:

2 Đại học

Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/1999 đến 06/2004

Nơi học (trường, thành phố): Đại học Bách Khoa Hà Nội

Tên đồ án, luận án, hoặc môn thi tốt nghiệp:

Đồ án "Thiết kế hệ lưới điện trung áp cho tỉnh Lào Cai – Thiết kế chi tiết đường dây

22kV và Trạm biến áp phụ tải 400 kVA"

Ngày và nơi bảo vệ đồ án, luận án, hoặc thi tốt nghiệp:

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Người hướng dẫn: T.S Phan Đăng Khải

3 Thạc sỹ

Thời gian đào tạo từ 09/2007 đến 11/2009

Ngành học: Mạng và Hệ thống điện

Tờn luận văn: "Tính toán phân tích chế độ làm việc và hiệu quả điện năng của công

trình thủy điện nhỏ Tả Trạch tại tỉnh Thừa Thiên Huế"

Ngày và nơi bảo vệ luận văn: Đại học Bỏch Khoa Hà Nội

Người hướng dẫn: GS.TS Ló Văn Út

4 Trỡnh độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gỡ, mức độ):

Anh ngữ C

III QUÁ TRèNH CễNG TÁC CHUYấN MễN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP

IV CÁC CễNG TRèNH KHOA HỌC ĐÃ CễNG BỐ:

Ngày 14 thỏng 04 năm 2010 NGƯỜI KHAI Kí TấN

Trần Trung thành

Luận văn thạc sĩ khoa học

1

Mục lục

Mở Đầu

M.1 Tiềm năng xây dựng thủy điện nhỏ tại Việt Nam 3

M.2 Những tác động của việc đầu tư xây dựng thủy điện nhỏ 4

M.3 Lý do chọn đề tài và mục đích nghiên cứu 6

Chương 1 Giới thiệu chung về dự án thủy lợi tả trạch và Nhà máy thủy điện Tả Trạch tỉnh Thừa Thiên Huế 1.1 Hiện trạng của dự án 7

1.2 Vị trí địa lý và đặc điểm hình thái lưu vực 7

1.3 Nhiệm vụ chính của công trình 8

1.4 Quy mô công trình đầu mối 8

1.5 Thông số chính của công trình thuỷ điện 12

Chương 2 Các thiết bị và thông số của nhà máy thủy điện Tả Trạch và lưới điện đấu nối 2.1 Tuy nen dẫn nước vào tổ máy 17

2.2 Đường ống thép áp lực 17

2.3 Kênh xả Nhà máy thủy điện 18

2.4 Thông số của Tuabin 18

2.5 Thông số thủy năng của dòng chảy và hồ chứa 19

2.5.1 Dòng chảy năm thiết kế lưu vực Hồ chứa nước Tả Trạch 19

2.5.2 Tổn thất nước từ hồ chứa 21

2.5.3 Các điều kiện đặc trưng thượng, hạ lưu hồ chứa 21

2.5.4 Thông số thủy năng của hồ chứa .23

2.6 Đấu nối nhà máy thủy điện Tả Trạch vào lưới điện 24

2.7 Vai trò NMTĐ Tả Trạch trong hệ thống điện khu vực 24

2.8 Phương án sơ đồ nối điện chính 26

2.8.1 Thông số đầu vào lựa chọn sơ đồ nối điện chính 26

2.8.2 Sơ đồ nối điện chính phương án chọn 26

2.9 Thiết bị công nghệ của nhà máy 26

2.9.1 Máy phát điện 26

2.9.2 Hệ thống kích thích 28

2.9.3 Thiết bị phân phối 6,3Kv .29

2.9.4 Hệ thống điện tự dùng .30

2.9.5 Trạm phân phối 110kv 30

2.9.6 Máy biến áp chính .33

2.9.7 Máy cắt điện 110KV và dao cách ly 110 Kv 34

2.9.8 Hiện trạng hệ thống viễn thông khu vực và giải pháp cho hệ thống thông tin

35

Chương 3 Tính toán năng lượng và đánh giá hiệu quả kinh tế nhà máy thuỷ điện Tả Trạch 3.1 Tổng quan các phương pháp tính toán điều tiết dài hạn cho NMTĐ có hồ chứa 37 3.1.1 Bài toán điều tiết dài hạn 37

3.1.2 Các phương pháp giải bài toán điều tiết dài hạn 40

3.2 Tính toán điều tiết tối ưu hồ thuỷ điện Tả Trạch 55

3.2.1 Phương pháp gradient tổng quát và khả năng ứng dụng để giải bài toán điều tiết hồ chứa nhà máy thủy điện Tả Trạch 55

3.2.2 Bài toán điều tiết hồ chứa nước nhà máy thuỷ điện Tả Trạch 61

3.2.3 Kết quả tính toán điều tiết hồ chứa nước NMTĐ Tả Trạch 66

3.3 Đánh giá hiệu quả kinh tế NMTĐ Tả Trạch 74

3.3.1 Phương pháp tính toán kinh tế 74

3.3.2 Đánh giá hiệu quả kinh tế của dự án thuỷ điện Tả Trạch 79

CHƯƠNG 4 Tính toán chế độ làm việc của lưới điện khu vực tỉnh thừa thiên huế sau khi có NMTĐ Tả Trạch 4.1 Hiện trạng lưới điện tỉnh thừa thiên huế 80

4.1.1 Hiện trạng lưới điện tỉnh Thừa Thiên Huế 80

4.1.2 Lưới cao thế 220, 110 kV 83

4.1.3 Quy hoạch đấu nối các NMTĐ tại tỉnh Thừa Thiên Huế lên lưới 85

4.1.4 Đấu nối nhà máy thủy điện Tả Trạch vào lưới điện 88

4.2 Tính toán chế độ làm việc của lưới điện trước khi có NMTĐ Tả Trạch 88

4.3 Tính toán chế độ làm việc của lưới điện sau khi có NMTĐ Tả Trạch 88

4.4 Kết luận 92

CHƯƠNG 5 Kết luận 5.1 Kết luận chính 93

5.1.1 Hiệu quả điện năng 93

5.1.2 Kết quả tính toán chế độ 94

5.2 Những nghiên cứu tiếp theo 94

Phụ lục

Phụ lục 1 Dữ liệu vào chương trình Conus 6.0 tính toán chế độ lưới điện

Phụ lục 2 Kết quả tính toán chế độ làm việc của lưới điện

điện (HTĐ) cũng đã, đang và sẽ hình thành các mối liên kết giữa các khu vực quốc gia lân cận có quy mô lớn cả về công suất và lãnh thổ Tuy nhiên việc phát huy tối

đa nguồn năng lượng thủy điện cũng là một trong những hướng đi chính để đáp ứng cho nhu cầu phụ tải trong nước

M.1 Tiềm năng xây dựng thủy điện nhỏ tại Việt Nam

Theo số liệu thống kê, Việt Nam hiện có 216 dự án thủy điện vừa và nhỏ

đăng ký đầu tư xây dựng với tổng công suất 4.067MW, đó là chưa kể hàng trăm dự

án đã được đăng ký với cấp tỉnh Tính đến cuối tháng 9/2007, đã có 22 nhà máy thủy điện vừa và nhỏ được đưa vận hành tổng công suất 408 MW (riêng 9 tháng đầu năm là 148,6 MW) Theo tiến độ đang xây dựng của các công trình, Việt Nam dự kiến trong quý 4 sẽ có thêm 7 nhà máy được vận hành (tổng công suất 41,6 MW),

và trong năm 2008 có khả năng đưa thêm 24 nhà máy tổng (343 MW) vào phát

điện, chiếm hơn 20% tổng công suất nguồn phát mới dự kiến có được Theo Dự thảo Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm

2050, tỷ trọng công suất sử dụng nguồn năng lượng mới, năng lượng tái tạo đến năm 2010 sẽ đạt khoảng 5% Mới đây, Việt Nam cũng đã có Quy hoạch phát triển

điện lực quốc gia giai đoạn 2006 - 2015 có xét triển vọng đến năm 2025 (Quy hoạch điện 6) yêu cầu nâng tổng công suất các nguồn thủy điện nhỏ năng lượng tái tạo thêm khoảng 1.200 MW giai đoạn 2006 - 2015 và 1.250 MW giai đoạn 2015 -

2025 Với mức tăng trưởng phụ tải thường xuyên ở mức 15 - 17% % trong những năm qua và nhiều năm tới, việc tăng đủ công suất nguồn phát mới luôn là một yêu cầu không tưởng của ngành điện Việt Nam nếu chỉ trông chờ vào các dự án lớn

Đầu tư vào thủy điện vừa và nhỏ không những chỉ nhằm mục tiêu đáp ứng kịp thời nhu cầu điện năng, mà còn khẳng định sự đa dạng trong sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp, nhất là đối với các đơn vị kinh tế lớn đã và đang xây dựng theo mô hình tập đoàn Đặc biệt, với các đơn vị trong ngành xây lắp, việc làm chủ đầu tư các dự án thủy điện vừa và nhỏ không chỉ tận dụng được thiết bị, lao

động mà còn là bước tập dượt để làm chủ đầu tư xây dựng những dự án nguồn

điện lớn

Thực tế những năm gần đây cho thấy, chủ trương đa dạng hóa đầu tư đối với thủy điện vừa và nhỏ là hướng đi đúng đắn, được các địa phương có nhiều tiềm năng về thủy điện cũng như các doanh nghiệp ủng hộ Trong điều kiện thiếu nguồn

điện như hiện nay thì tổng công suất từ thủy điện vừa và nhỏ cung cấp cho hệ thống

điện quốc gia hoặc từng khu vực là sự đóng góp đáng kể

M.2 Những tác động của việc đầu tư xây dựng thủy điện nhỏ

Vai trò tích cực của các dự án thuỷ điện nhỏ trước hết là phát huy mọi năng lực của các vùng, nhằm làm tăng khả năng đáp ứng những yêu cầu của sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội (KTXH) đất nước cũng như của khu vực nơi xây dựng nhà máy Việc xây dựng các nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ không chỉ để sản xuất điện phục vụ người dân địa phương mà còn góp phần tăng sản lượng điện của quốc gia

Về phát triển kinh tế xã hội: Vai trò cực kỳ quan trọng của việc xây dựng thuỷ điện nhỏ là tạo ra nguồn động lực mới trong phát triển KTXH của vùng, có tác dụng mạnh mẽ đối với chuyển đổi cơ cấu kinh tế theo hướng công nghiệp hóa – hiện đại hóa (CNH - HĐH), đồng thời tác động tích cực trong việc tạo ra những

điều kiện mới về kinh tế, sinh thái và nhân văn của vùng lưu vực sông Các nguồn lực phát triển mới sẽ nảy sinh trong vùng sau khi có thuỷ điện, tiện lợi cho phát triển các ngành nông lâm nghiệp, giao thông, thủy sản và du lịch dịch vụ, phát triển

Luận văn thạc sĩ khoa học

5

kinh tế hàng hoá theo cơ chế thị trường Trên cơ sở này sẽ mở ra khả năng hình thành một cơ cấu tổ chức lãnh thổ và xã hội mới, với cơ cấu kinh tế mới, thực hiện CNH - HĐH, phát triển kinh tế thị trường theo định hướng XHCN ở các địa phương, tạo điều kiện và thúc đẩy quá trình phân công lại lao động xã hội, làm tăng hiệu quả phát triển KTXH nói chung và khu vực kinh tế hộ gia đình của vùng nói riêng

Việc cải thiện cơ sở hạ tầng phục vụ xây dựng thuỷ điện góp phần tạo động lực phát triển mới cho vùng Năng lực thích nghi của nhân dân trong những điều kiện tác động của xây dựng thuỷ điện để phát triển kinh tế, đặc biệt là sản xuất nông - lâm nghiệp dần được CNH - HĐH Các tác động (trực tiếp, gián tiếp) dẫn

đến biến đổi phân công lao động và làm giảm cường độ lao động, khai thác các tài nguyên thiên nhiên (đất đai, rừng và các nguồn nước) Các tác động này sẽ làm biến

đổi căn bản trạng thái tổ chức, cách thức quản lý và sử dụng của cộng đồng đối với các tài nguyên thiên nhiên sau khi xây dựng thuỷ điện Các mô hình tổ chức phát triển KTXH tiên tiến sẽ có thể được áp dụng và triển khai trong các trạng thái đặc thù sinh thái - nhân văn ở từng địa phương và do đó sẽ làm tăng hiệu quả đầu tư của

dự án

Về bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường: Các tác động tích cực của dự

án bao gồm các lợi ích về tài nguyên và môi trường mà dự án mang lại Lượng điện năng do thuỷ điện mang lại là điện năng sạch Sự có mặt của nguồn điện năng này tránh cho việc dùng nhiệt điện chạy than, dầu làm ô nhiễm môi trường hoặc điện hạt nhân với nhiều khả năng tai biến môi trường Ngoài ra, sự có mặt của hồ chứa nước và hệ thống cơ sở hạ tầng đem lại lợi ích to lớn về tài nguyên và môi trường, như làm tăng những hồ dự trữ nước và góp phần không nhỏ để cải tạo các điều kiện kinh tế sinh thái cho địa phương

Bên cạnh những lợi ích từ những công trình thuỷ điện vừa và nhỏ, không thể không kể đến những tác động bất lợi của công trình Tuy nhiên, trong bối cảnh hiện nay, cần phải cân nhắc quy mô của dự án để hài hoà những lợi ích đem lại từ công

trình thuỷ điện nhưng cũng phải giảm thiểu các tác động có hại khi xây dựng công trình Điều này có thể thực hiện được theo nhiều phương pháp khác nhau tuỳ thuộc vào quy mô của dự án cũng như vị trí của công trình

M.3 Lý do chọn đề tài và mục đích nghiên cứu

Với điều kiện đang công tác trong một đơn vị Tư vấn xây dựng thủy lợi, chuyên thiết kế và giám sát việc đầu tư xây dựng các nhà máy thủy điện vừa và nhỏ, tác giả đã chọn đề tài nghiên cứu: “Tính toán phân tích chế độ làm việc và hiệu quả

điện năng của công trình thủy điện nhỏ Tả Trạch tại tỉnh Thừa Thiên Huế” Đề tài nhằm bước đầu đánh giá một cách khoa học những nội dung kinh tế – kỹ thuật liên quan đến dự án

Nội dung của luận văn được bố cục như sau:

Mở đầu

Chương 1: Giới thiệu chung về dự án thuỷ điện Tả Trạch tại tỉnh Thừa Thiên Huế

Chương 2: Các thiết bị và thông số của nhà máy thuỷ điện Tả Trạch và lưới điện

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các thầy giáo và cô giáo trong Bộ môn

Hệ Thống Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt tác giả xin cảm ơn thầy giáo GS.TS Lã Văn út đã hướng dẫn tận tình trong suốt quá trình làm luận văn Đồng thời xin gửi lời cảm ơn các anh chị, bạn bè đồng nghiệp, gia đình đã giúp

đỡ để tác giả hoàn thiện luận văn này

1.2 Vị trí địa lý và đặc điểm hình thái lưu vực

Công trình thủy điện Tả Trạch nằm trong cụm đầu mối công trình hồ chứa nước Tả Trạch xây dựng tại Xã Dương Hoà, huyện Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế Phần công trình thủy điện được tách lập thành một dự án riêng gọi là Dự án Công trình thủy điện Tả Trạch

1.2.1 Vị trí xây dựng công trình

Vị trí xây dựng nhà máy thủy điện Tả Trạch có toạ độ địa lý: 16019’ Vĩ độ Bắc; 107038’ Kinh độ Đông, nằm phía hạ lưu đập Tả Trạch

1.2.2 Đặc điểm hình thái lưu vực

Nhà máy thuỷ điện Tả Trạch được xây dựng ở khu vực tiếp giáp giữa thềm sông bên phải và chân đồi phía hạ lưu đập Dựa vào đặc điểm địa hình, địa mạo, địa hình dọc tuyến tuy nen đến đường ống áp lực đến nhà máy thuỷ điện ra kênh xả

được chia làm 3 vùng: vùng đồi núi, khu vực chuyển tiếp, vùng thềm bãi bồi

Khu vực đồi núi tính từ đỉnh đồi đến đường thi công RO3, trùng với đường vào đập chính khu vực này bao trùm lên toàn bộ tuyến tuy nen và một phần đường ống Địa hình khu vực có cao độ thay đổi từ +73.00 đến +27.00 Dựa vào cao trình

đáy đường ống thiết kế, chiều sâu đào thay đổi từ 28m đến 39m

Khu vực chuyển tiếp được tính từ đường RO3 đến nhà máy thuỷ điện Cao độ

địa hình thay đổi từ +27 đến +12.5 Đoạn này chiếm một phần tuyến đường ống, chiều sâu đào thay đổi từ 19m đến khoảng 28m

Khu vực thềm bãi bồi từ khu vực nhà máy đến hết kênh xả Địa hình khu vực tương đối bằng phẳng, cao độ mặt đất thay đổi từ +12.5 đến +10.2 Theo cao trình thiết kế chiều sâu đào thay đổi từ 11.2m đến 19.0m

Nhìn chung địa hình khu vực tương đối thuận lợi cho việc tập kết và thi công công trình Tuy nhiên khối lượng đào cho tuyến đường ống áp lực, khu nhà máy và kênh xả là tương đối lớn

Xem chi tiết trong Hình 1.1: Mặt bằng tổng thể của dự án Thủy lợi – Thủy

điện

1.3 Nhiệm vụ chính của công trình

Việc xây dựng hồ chứa nước Tả Trạch trên lưu vựa sông Hương với quy mô vừa đủ để sử dụng đa mục tiêu:

- Chống lũ tiểu mãn, lũ sớm, giảm lũ chính vụ cho hệ thống sông Hương

- Cấp nước cho sinh hoạt, công nghiệp với lưu lượng Q = 2,00m3/s

- Tạo nguồn nước tưới ổn định cho 34 782 ha đất canh tác thuộc vùng đồng bằng sông Hương

- Phát điện với công suất thiết kế 21,0MW

1.4 Quy mô công trình đầu mối

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật chính của công trình đầu mối

LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc

9

LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc

10

H×nh 1.1: MÆt b»ng tæng thÓ cña dù ¸n Thñy lîi – Thñy ®iÖn

1.5 Th«ng sè chÝnh cña c«ng tr×nh thuû ®iÖn

Th«ng sè kü thuËt cña c«ng tr×nh ®Çu mèi vµ nhµ m¸y thuû ®iÖn thÓ hiÖn B¶ng 1.2 sau ®©y

B¶ng 1.2 C¸c chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt cña c«ng tr×nh

I C¸c th«ng sè chung

4 Tæng lưîng nưíc TB nhiÒu n¨m W0 106 m3 1716,19

5 Lưu lưîng b×nh qu©n nhiÒu n¨m Q0 m3/s 54,42

6 Mùc nưíc thưîng lưu (t¹i hå chøa) m

- Mùc nưíc d©ng b×nh thưêng MNDBT m 45,00

- Mùc nưíc lín nhÊt thiÕt kÕ P=0.5% m 50,00

Tæng møc ®Çu t− (ch−a kÓ l·i vay) 109 ® 424,159

Dù ¸n Thuû lîi – Thuû ®iÖn T¶ Tr¹ch tØnh Thõa Thiªn HuÕ sau khi ®−îc x©y dùng hoµn thiÖn cã thÓ xem trong h×nh 1.2 sau ®©y:

H×nh 1.2 Tæng thÓ dù ¸n Thuû lîi – Thuû

®iÖn T¶ Tr¹ch

Luận văn thạc sĩ khoa học

18

Chương 2

Các thiết bị và thông số của nhà máy thủy điện Tả

Trạch và lưới điện đấu nối

Nhà máy thủy điện Tả Trạch được xây dựng phía sau đập, nước cấp cho các

tổ máy được dẫn qua nhánh đường ống áp lực được trích từ tuynen dẫn dòng thi công và xả lũ khi cần thiết Trong chương này tác giả trình bày các thông số kỹ thuật của nhà máy thủy điện Tả Trạch

2.1 Tuy nen dẫn nước vào tổ máy

Tuynen của nhà máy thủy điện là đoạn nối tiếp từ tuynen dẫn dòng thi công

và xả lũ của công trình đầu mối thủy lợi Điểm rẽ nhánh vào nhà máy thủy điện từ Tuynen dẫn dòng và xả lũ các điểm đầu cửa lấy nước 139,76m có D0 = 7,00m, trong đó cửa nhận nước dài 29,00m, đoạn chuyển tiếp dài 47,76m, đoạn tuynen tiếp theo có đường kính 7,00m dài 63,00m Đoạn rẽ nhánh vào nhà máy được bố trí như sau:

Đoạn chuyển tiếp đường kính 7,00m sang đoạn đường kính 5,00m dài 29,5m

Đoạn thân tuynen có đường kính 5,00m dài 181,17m Trong đó 49,52m đầu tiên có kết cấu áo hầm loại 1; 101,65m tiếp theo sử dụng kết cấu áo hầm loại 2, đoạn còn lại dùng kết cấu áo hầm loại 3

2.2 Đường ống thép áp lực

Đoạn đường ống đào hở có đường kính D0=5,00m có chiều dài 58,43m bên trong là ống thép bên ngoài bọc BTCT M300, điểm kết thúc là điểm giao với tim tổ máy số 1 Toàn bộ đoạn đường ống đào hở được đắp đất đầm chặt, đắp từ cao trình +20,00 đến cao trình +14,30 (thấp hơn cao trình gian lắp giáp 0,20m) Đoạn đường ống nhánh rẽ vào các tổ máy được bố trí như sau:

Đoạn ống rẽ nhánh vào tổ máy số 1 có chiều dài 30,46m đường kính thay đổi

từ D0=4,60m sang đoạn D0=2,80m

Đoạn từ tim tổ máy số 1 đến tim tổ máy số 2 dài 17,44m

Đoạn ống rẽ nhánh vào tổ máy số 2 có chiều dài 16,95m

Đoạn còn lại đến tổ máy số 3 dài 20,72m

2.3 Kênh xả Nhà máy thủy điện

Nhà máy thủy điện được thiết kế kiểu hở, bố trí ở khu vực hạ lưu vai phải đập

chính Nối tiếp bể xả nhà máy là hệ thống kênh xả dẫn nước ra sông Tả Trạch

Kênh xả đối với Phương án I và III có cao trình đáy đặt tại +-0,00; bề rộng đáy

kênh là 27,16m; Phương án II cao trình đáy kênh -0,02; bề rộng đáy kênh là

19,05m

Kênh có chiều dài cho cả 3 phương án là 268,00m, mặt cắt kênh hình thang

có hệ số mái m-1,50 Trong đó, 30,00m đoạn đầu kênh được gia cố bằng tấm BTCT

M200 dày 20cm cho cả đáy và mái kênh; 100,00m đoạn tiếp theo đáy được gia cố

bằng đá xây vữa M100 dày 25cm, mái gia cố đến cao trình +5,00

2.5 Th«ng sè thñy n¨ng cña dßng ch¶y vµ hå chøa

2.5.1 Dßng ch¶y n¨m thiÕt kÕ lưu vùc Hå chøa nưíc T¶ Tr¹ch

Chuçi dßng ch¶y trung b×nh tuÇn 10 ngµy/ th¸ng t¹i tuyÕn c«ng tr×nh ®Çu mèi

hå chøa nưíc T¶ Tr¹ch ®ưîc t¹o ra dùa vµo m« h×nh ph©n phèi dßng ch¶y trung

b×nh tuÇn 10 ngµy/ th¸ng thùc ®o trong 24 n¨m thuû v¨n (1979-2007) cña tr¹m thuû

v¨n tư¬ng tù Thưîng NhËt råi chuyÓn vÒ tuyÕn c«ng tr×nh ®Çu mèi hå chøa nưíc T¶

Tr¹ch theo tû lÖ diÖn tÝch

B¶ng 2 2: Ph©n phèi dßng ch¶y n¨m thiÕt kÕ tÇn suÊt P = 75% hå T¶ Tr¹ch

thêi ®o¹n tõng 10 ngµy theo m« h×nh n¨m ®iÓn h×nh 1979-1980 T.NhËt (m3/s)

B¶ng 2 3: Ph©n phèi dßng ch¶y n¨m thiÕt kÕ tÇn suÊt P = 75% hå T¶ Tr¹ch thêi ®o¹n tõng 10 ngµy theo m« h×nh n¨m ®iÓn h×nh 1989-1990 T.NhËt (m3/s)

LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc

22

2.5.2 Tæn thÊt nưíc tõ hå chøa

- Tæn thÊt bèc h¬i

KÕt qu¶ tÝnh to¸n khÝ tưîng cho thÊy sau khi cã hå chøa lưîng bèc h¬i mÆt nưíc

t¨ng h¬n so víi lưîng bèc h¬i lưu vùc, trÞ sè t¨ng lªn nµy chÝnh lµ tæn thÊt bèc

h¬i ∆Z KÕt qu¶ xem b¶ng 2.5:

B¶ng 2.6: Ph©n phèi lưîng tæn thÊt bèc h¬i mÆt hå

hå, trong thêi ®o¹n tÝnh to¸n Lưîng tæn thÊt nµy sÏ bæ sung nưíc xuèng h¹ lưu

hå chøa

- Tæn thÊt nưíc qua tuyÕn ¸p lùc lÊy trung b×nh lµ 0,1 l/s/m Lưîng tæn thÊt nµy cã gi¸ trÞ trung b×nh cho c¶ n¨m, kh«ng phô thuéc vµo mùc nưíc ë hå chøa

2.5.3 Các điều kiện đặc trưng thượng, hạ lưu hồ chứa

- Dung tích của hồ chứa: WF = f(zhồ)

Quan hệ địa hình giữa cao trình hồ chứa với dung tích hồ và diện tích mặt hồ

được xây dựng từ bản đồ địa hình tỉ lệ 1/10.000 chi tiết xem trong bảng 2.7

- Quan hệ lưu lượng và mực nước hạ lưu NMTĐ: QHạ = f (zHạ)

Đường quan hệ giữa lưu lượng và mực nước hạ lưu được xây dựng trên cơ sở tính toán thủy lực Đã xây dựng quan hệ này tại cửa ra của tuyến năng lượng, kết quả xem trong Bảng 2.8

Bảng 2.7: Quan hệ cao độ - diện tích, dung tích hồ

- Tổn thất cột nước qua tuyến năng lượng hω = f (QTĐ)

Tổn thất cột nước qua tuyến năng lượng được xây dựng trên cơ sở tính toán thủy lực bao gồm các tổn thất cục bộ và tổn thất theo chiều dài tuyến năng lượng

2.5.4 Th«ng sè thñy n¨ng cña hå chøa

Th«ng sè thuû n¨ng cña hå chøa n−íc T¶ Tr¹ch ®−îc thÓ hiÖn trong b¶ng 2.10 sau ®©y:

B¶ng 2.10: Th«ng sè thñy n¨ng cña hå chøa n−íc NMT§ T¶ Tr¹ch

TT Thông số Ký hiệu Đơn

vị Trị số

10 Dung tích cắt lũ ứng với P=0,5% 106m3 435,93

2.6 Đấu nối nhà máy thủy điện Tả Trạch vào lưới điện

Nhà máy thủy điện Tả Trạch được đấu nối vào lưới điện khu vực tại vị trí

đoạn giữa tuyến đường dây mạch kép 110 kV nối từ Trạm 110 kV Huế 2 và TBA

220 kV Hòa Khánh Cụ thể đấu tại cột số D040 đường dây mạch kép, chi tiết xem hình 2.1 - Sơ đồ nối nhà máy thủy điện Tả Trạch vào lưới điện khu vực ở trang sau

2.7 Vai trò NMTĐ Tả Trạch trong hệ thống điện khu vực

So sánh khả năng phát công suất của nhà máy thủy điện Tả Trạch 21MW với lượng công suất tiêu thụ hiện tại của tỉnh Thừa Thiên Huế thì công suất của nhà máy thủy điện Tả Trạch là nhỏ, nó chỉ tăng thêm khả năng cung cấp điện tỉnh và khai thác được phần nào nguồn điện năng tại chỗ, giảm nhẹ gánh nặng cấp điện cho tỉnh từ lưới điện quốc gia trong khi hệ thống điện còn thiếu nguồn năng lượng trầm trọng

Như vậy thuỷ điện Tả Trạch có vai trò nhỏ trong hệ thống điện, không tham gia điều chỉnh tần số và điện áp trong hệ thống điện Do đó, chế độ làm việc của Thuỷ Điện nhỏ chủ yếu phát điện theo biểu đồ nước đến và khả năng điều tiết của

hồ chứa, kết hợp lợi dụng tổng hợp tài nguyên nước để phục vụ chung cho phát triển kinh tế khu vực Ngoài ra nhà máy còn góp phần cải thiện chất lượng điện áp của lưới điện tỉnh Thừa Thiên Huế

H×nh 2.1

- Phía điện áp máy phát 6,3 kV: bố trí các thiết bị hợp bộ 6,3 kV Các thiết bị

điều khiển, tín hiệu, đo lường và bảo vệ của tổ máy

- Phía 110 kV: đầu ra máy biến áp và đầu ra đường dây đặt máy cắt SF6-110

kV-1250A, chống sét van 96 kV

Sơ đồ thiết kế đảm bảo độ tin cậy, an toàn cung cấp điện và quản lý vận hành tiện lợi Chi tiết sơ đồ nối điện chính của nhà máy xem Hình 2.2 - Sơ đồ nối điện chính của nhà máy thủy điện Tả Trạch

2.9 Thiết bị công nghệ của nhà máy

2.9.1 Máy phát điện

Bảng 2.11: Các thông số kỹ thuật máy phát điện

Tiêu chuẩn thiết kế và chế tạo EIC-34

1 Loại: Đồng bộ - 3 pha - trục đứng Làm việc liên tục, lắp trong nhà

LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc

29 Hinh 2.2

2 Thông số kỹ thuật của máy biến áp kích thích

Bảng 2.13: Các thông số kỹ thuật máy biến áp kích thích

cuộn dây

3 Công suất định mức Phù hợp với máy phát điện

4 Điện áp định mức của cuộn sơ cấp khi

Thiết bị phân phối hợp bộ 6,3 kV gồm các tủ nh− sau:

- 03 Tủ đầu ra trung tính máy phát (mỗi tủ 01 bộ biến dòng điện)

- 03 Tủ đầu ra máy phát (mỗi tủ 01 bộ biến dòng điện + 01 đầu ra máy biến áp

biến điện áp + 01 dao tiếp đất)

- 03 Tủ máy cắt SF6 - 1.250A

- 01 Tủ máy cắt SF6 - 2.500A + máy biến dòng điện

- 01 Tủ đầu ra máy biến áp tự dùng

- 03 Tủ máy biến áp kich thích

- 03 máy cắt đầu cực máy phát 1250A

- 01 máy cắt đầu ra máy biến áp tăng 2500A

Luận văn thạc sĩ khoa học

32

- Biến dòng điện đầu ra máy biến áp tăng 2500/1/1/1/1A

- Máy biến điện áp

- Chống sét van và tụ điện

- Dao nối đất

2.9.4 Hệ thống điện tự dùng

Hệ thống điện tự dùng bao gồm: Tủ phân phối tự dùng xoay chiều (AC380/220V), hệ thống ác qui, tủ chỉnh lưu - nạp điện, tủ phân phối tự dùng 1 chiều ( DC220V), tủ nghịch lưu, tủ UPS

Nguồn điện tự dùng xoay chiều của nhà máy được cấp từ 2 máy biến áp tự dùng AxT1 - 400 kVA - 6,3/0,4kV và AxT2 - 400 kVA - 22/0,4kV Trạm AxT2 là trạm biến áp hợp bộ

2.9.5 Trạm phân phối 110kv

Trạm phân phối 110 kV của nhà máy thuỷ điện Tả Trạch làm nhiệm vụ truyền tải công suất của nhà máy về hệ thống điện quốc gia bằng: 02 Đường dây 110kV dây dẫn AC-185 dài 10,7 km

- Điều khiển trung tâm tại phòng điều khiển trung tâm của nhà máy

- Điều khiển tại chỗ tại các tủ điều khiển của trạm

Các thiết bị điều khiển, tín hiệu, đo lường, bảo vệ và thông tin liên lạc được